Spannungsabfall berechnen: Formel und Rechenbeispiel

Was bedeutet Spannungsabfall?

Spannungsabfall ist die Spannungsabnahme entlang eines stromführenden Leiters. Im resistiven Modell steigt er mit Strom und Leitungslänge; ein größerer Querschnitt senkt ihn. Prozentualer Abfall = 100 × Spannungsabfall / Versorgungsspannung.

Formel und Einheiten

Für DC oder Einphasen-AC bei Leistungsfaktor 1: ΔV = 2 × I × ρ × L / A. Strom in Ampere, einfache Leitungslänge in Metern, Querschnitt in mm² und spezifischer Widerstand in Ω·mm²/m. Die Länge nicht verdoppeln: Faktor 2 berücksichtigt Hin- und Rückleiter.

Bei symmetrischem Drehstrom und Leistungsfaktor 1 wird 2 durch √3 ersetzt. Außenleiterspannung verwenden. Reaktanz und Kontaktwiderstände werden nicht berechnet.

Beispiel: 30 m Kupferleitung

230 V, 20 A, 30 m einfache Länge, 6 mm² und 20°C: bei ρ = 0,017241 beträgt ΔV 3,4482 V beziehungsweise 1,4992%. Geschätzte Empfangsspannung: 226,5518 V. Im symmetrischen Drehstrommodus ergeben sich 2,9862 V beziehungsweise 1,2984% von 230 V Außenleiterspannung.

Temperatur und Leitermaterial

ρ(T) = ρ20 × [1 + α × (T − 20)]. Kupfer: ρ20 = 0,017241 und α = 0,00393/°C; Aluminium: 0,028264 und 0,00403/°C. Bei 75°C steigt der DC-Kupferwert auf etwa 4,1935 V. Betriebstemperatur des Leiters statt automatisch Raumtemperatur verwenden.

Rechner verwenden und Grenzen prüfen

Material und Stromkreis auswählen. Spannung, Strom, einfache Länge, Querschnitt und Temperatur eingeben. Ergebnis in Volt und Prozent prüfen. Der Kabelquerschnitt-Rechner löst nach dem Querschnitt auf.

Querschnitt nicht mit Kabelaußendurchmesser verwechseln. Für Motoren, niedrigen Leistungsfaktor und Reaktanz ist ein erweitertes AC-Modell nötig. Strombelastbarkeit, Schutz, Kurzschlussfestigkeit und örtliche Verlegevorschriften separat prüfen.