Spannungsfall-Rechner
Berechnen Sie Spannungsfall, Endspannung und Leistungsverlust aus Strom, Länge, Querschnitt und Material
Eingaben des Stromkreises
Geben Sie die einfache Strecke ein; der Hin- und Rückweg wird automatisch berücksichtigt.
Zu hoch — überschreitet die Gesamtempfehlung von 5 %. Größeren Querschnitt oder kürzere Strecke wählen.
Die Ergebnisse beruhen auf der Widerstandsmethode (nur Widerstand; die Kabelinduktivität wird vernachlässigt). Die Werte 3 % und 5 % sind informative NEC-Empfehlungen, keine strikten Vorschriften — örtliche Normen, Leitertemperatur und Verlegebedingungen variieren. Lassen Sie es stets von einer Elektrofachkraft prüfen.
Über dieses Werkzeug
Dieser Spannungsfall-Rechner ermittelt, wie viel Spannung entlang einer Leitung verloren geht und wie viel Spannung tatsächlich an der Last ankommt. Er nutzt die Widerstandsmethode: Aus Leitermaterial (Kupfer oder Aluminium), Querschnittsfläche, Leitungslänge und Strom berechnet er den Leiterwiderstand und den daraus resultierenden Spannungsfall. Sie können den Strom direkt in Ampere eingeben oder die Lastleistung in Watt mit einem Leistungsfaktor angeben und einen Gleichstrom-, einphasigen oder dreiphasigen Stromkreis wählen. Der Leiterquerschnitt lässt sich als Standard-AWG wählen oder direkt in mm² eingeben. Es richtet sich an Elektriker, Solar- und Batterieinstallateure, Maker und Studierende, die schnell eine physikalisch korrekte Antwort brauchen.
So wird es verwendet
- 1 Wählen Sie die Stromkreisart (Gleichstrom, einphasig oder dreiphasig) und das Leitermaterial (Kupfer oder Aluminium).
- 2 Geben Sie die Quellenspannung ein und definieren Sie die Last entweder als Strom in Ampere oder als Leistung in Watt mit Leistungsfaktor.
- 3 Geben Sie die einfache Leitungslänge in Metern oder Fuß ein und wählen Sie den Querschnitt als AWG oder in mm².
- 4 Lesen Sie Spannungsfall, Prozentsatz, Spannung an der Last und Leistungsverlust ab und prüfen Sie den farbigen Balken anhand der 3-%-/5-%-Empfehlung.
So funktioniert es
Der Leiterwiderstand ist R = ρ·L / A, wobei ρ der spezifische Widerstand bei 20 °C ist (Kupfer 1,724×10⁻⁸ Ω·m, Aluminium 2,82×10⁻⁸ Ω·m), L die Leiterlänge und A die Querschnittsfläche. Bei Gleichstrom- und einphasigen Stromkreisen fließt der Strom hin und zurück, sodass die Gesamtlänge das Doppelte der einfachen Strecke beträgt: Vdrop = I·ρ·(2L)/A. Bei einem symmetrischen dreiphasigen Stromkreis verwendet der Leiter-Leiter-Spannungsfall die einfache Länge mit einem √3-Faktor: Vdrop = √3·I·ρ·L/A. AWG-Größen werden mit der Standardformel d = 0,127·92^((36−n)/39) mm und A = (π/4)·d² in Flächen umgerechnet, sodass AWG 12 gleich 3,31 mm² und 4/0 gleich 107,2 mm² ist. Der Prozentsatz ist Vdrop geteilt durch die Quellenspannung, die Spannung an der Last ist die Quelle minus Spannungsfall, und der Verlust in der Leitung ist I²·R. Die induktive Reaktanz wird vernachlässigt, was bei typischen kurzen und mittleren Strecken die übliche Vereinfachung ist.
Häufig gestellte Fragen
Gebe ich die einfache oder die Hin- und Rück-Leitungslänge ein?
Geben Sie die einfache Strecke von der Quelle zur Last ein. Der Rechner berücksichtigt den Rückleiter bei Gleichstrom- und einphasigen Stromkreisen automatisch (er verwendet die doppelte Länge) und wendet bei dreiphasigen Stromkreisen den korrekten √3-Faktor mit der einfachen Länge an.
Welcher Spannungsfall-Prozentsatz ist akzeptabel?
Eine gängige Richtlinie (informative NEC-Hinweise) empfiehlt, den Spannungsfall in einem Endstromkreis bei höchstens 3 % und für Zuleitung plus Endstromkreis zusammen bei höchstens 5 % zu halten. Der Balken ist bis 3 % grün, von 3 % bis 5 % gelb und über 5 % rot. Dies sind Empfehlungen, keine strikten Vorschriften; örtliche Regeln und Bedingungen variieren.
Soll ich Kupfer oder Aluminium und welchen AWG verwenden?
Kupfer hat einen geringeren spezifischen Widerstand, fällt also bei gleichem Querschnitt weniger ab als Aluminium; Aluminium ist günstiger und leichter, benötigt aber für denselben Spannungsfall einen größeren Querschnitt. Wählen Sie einen Querschnitt, bei dem der Spannungsfall im grünen Bereich bleibt — vergrößern Sie den Leiterquerschnitt (kleinere AWG-Zahl) bei längeren Strecken oder höherem Strom.
Berücksichtigt dies AC-Reaktanz und Temperatur?
Nein. Es verwendet das ohmsche Modell (Gleichstromwiderstand) mit dem spezifischen Widerstand bei 20 °C und vernachlässigt die induktive Kabelreaktanz, was bei kurzen und mittleren Strecken eine Standardvereinfachung ist. Für sehr lange AC-Strecken, hohe Frequenzen oder heiße Leiter verwenden Sie Herstellertabellen oder eine Elektrofachkraft.
Verwandte Werkzeuge und Anwendungen
Kombinieren Sie dies mit dem Ohmschen-Gesetz-Rechner für U, I, R und Leistung, dem Widerstands-Farbcode-Rechner für Bauteilwerte und dem Reihen- und Parallelwiderstands-Rechner für Schaltungsnetzwerke.