Spannungsfall-Rechner

Der Spannungsabfall ist der Verlust am Drahtwiderstand: V = I × R. Bei Gleichstrom-Kupferdraht hängt der Widerstand von der Länge (Hin- und Rücklauf), der Querschnittsfläche und dem spezifischen Widerstand ab (ρ ≈ 1,68×10⁻⁸ Ω·m für Kupfer bei Raumtemperatur).

Lange Strecken, dünne Drähte und ein hoher Stromabfall – Motoren und Wechselrichter können bei einem Spannungsabfall der Versorgungsspannung schlechtere Leistungen erbringen. Nationale Elektrovorschriften legen maximale Spannungsabfälle für Abzweigstromkreise fest; Dies ist eine schnelle Schätzung, keine NEC-Konformitätsprüfung.

Beispiel: 10 A über 25 m in eine Richtung (50 m-Schleife) aus 2,5 mm² Kupfer fällt etwa 3,4 V ab. Bemessen Sie das Kabel entsprechend Ihrer akzeptablen Ableitung und den örtlichen Vorschriften.

Die Hin- und Rückweglänge ist wichtig: Der Strom fließt hin und zurück, sodass bei einer 25 m langen Strecke in eine Richtung 50 m Leiter in die Widerstandsberechnung einbezogen werden. Die Unterschätzung der Länge ist eine häufige Ursache für überraschende Spannungseinbrüche bei Solar- und Wohnmobilinstallationen.

Ein dickerer Draht (größerer mm² oder niedrigerer AWG-Wert) verringert den Widerstand und Abfall. Wenn der Abfall die minimale Eingangsspannung Ihres Geräts überschreitet, erhöhen Sie die Kabelstärke oder verlegen Sie die Stromquelle näher.

Bearbeitetes Beispiel mit Voreinstellungen: 10 A, 25 m einseitig, 2,5 mm² Querschnitt → ca. 3,4 V Abfall auf Kupfer bei Raumtemperatur. Bei einem 12-V-System sind das etwa 28 % der Versorgung – oft zu hoch für empfindliche Lasten.

In den NEC-Richtlinien wird oft ein maximaler Spannungsabfall von 3 % in den Abzweigstromkreisen und insgesamt 5 % vom Betrieb zur Last genannt – bei einem 12-V-Solarsystem sind 3 % nur 0,36 V, strenger als viele Gerätespezifikationen. Express-Drop als Prozentsatz des Angebots zum Vergleich mit Grenzwerten im Code-Stil. Drei Prozent von 12 V sind nur 0,36 V – der Abfall wird als Prozentsatz der Versorgung ausgedrückt, wenn man ihn mit den Niederspannungs-Trennschwellen des Wechselrichters vergleicht.

Die AWG-Drahtgrößen entsprechen dem Querschnitt in mm²: 14 AWG ≈ 2,08 mm², 12 AWG ≈ 3,31 mm². Wenn Ihre Spule mit AWG beschriftet ist, das Formular jedoch nach mm² verlangt, rechnen Sie vor der Eingabe um – zu kleine Drähte sind eine häufige Ursache für störende Unterspannungsfehler. 14 AWG ≈ 2,08 mm² und 12 AWG ≈ 3,31 mm² – wandeln Sie die Spulenetiketten um, bevor Sie den Querschnitt eingeben, wenn Ihre Rolle nur AWG anzeigt.

Aluminiumleiter haben einen höheren spezifischen Widerstand als Kupfer (~1,68 gegenüber ~2,82 × 10⁻⁸ Ω·m bei Raumtemperatur). Dieses Werkzeug setzt Kupfer voraus; Wenn man Aluminium austauscht, ohne den spezifischen Widerstand anzupassen, wird der Abfall unterschätzt – Aluminium sollte einen AWG größer sein, als die Kupfertabellen vermuten lassen. Aluminium benötigt für einen ähnlichen Abfall etwa eine AWG-Größe größer als Kupfer – dieses Kupfermodell unterschätzt die Verluste bei Aluminiumleitern.