Spannungsabfall Rechner

Moderner Onlinerechner für die Berechnung des Spannungsabfalls auf Leitungen

Berechnung

V
A
m
*) Gerechnet wird mit der doppelten Leitungslänge (Hin- und Rückleitung)
mm²
-
1 = ohmscher Verbraucher, <1 = induktive Belastung
Ergebnis
Spannungsabfall:
Nutzspannung:
Spannungsverlust:
Leitungswiderstand:

Wissenswertes

Was ist Spannungsabfall?

Der Spannungsabfall bezieht sich auf die Verringerung der elektrischen Spannung entlang eines Leiters, wenn Strom durch ihn fließt. Dies passiert aufgrund des Widerstands des Leiters.

Spezifische Leitwerte
Material Leitwert (S)
Silber 62.5
Kupfer 56.0
Aluminium 35.0
→ Weitere spezifische Werte
Grundformel
\[\Delta U = I \times R\]
Spannungsabfall = Strom × Widerstand
Leistungsfaktor (cos φ)

Cos φ = 1: Ohmscher Verbraucher (Heizung, Glühlampe)
Cos φ < 1: Induktive Belastung (Motor, Transformator)

Beschreibung zum Spannungsverlust

Der Begriff „Spannungsabfall" bezieht sich auf die Verringerung der elektrischen Spannung entlang eines elektrischen Leiters, wenn ein Strom durch ihn fließt. Dies passiert aufgrund des Widerstands des Leiters, wodurch Energie in Form von Wärme verloren geht. Der Spannungsabfall ist direkt proportional zum Widerstand des Leiters und der durchfließenden Stromstärke.

Grundprinzip

Die Formel, die den Spannungsabfall beschreibt, basiert auf dem Ohmschen Gesetz:

\[\Delta U = I \times R\]
  • \(\Delta U\): Spannungsabfall (V)
  • \(I\): Stromstärke (A)
  • \(R\): Leitungswiderstand (Ω)

Ein hoher Widerstand oder eine große Stromstärke führt zu einem größeren Spannungsabfall. In elektrischen Systemen ist es wichtig, den Spannungsabfall zu minimieren, um eine effiziente Energieübertragung und den sicheren Betrieb von Geräten zu gewährleisten.

Formeln zum Spannungsverlust

Einfache Leitungslänge:
\[R = \frac{\rho \times l}{A} = \frac{l}{\sigma \times A}\]
Doppelte Leitungslänge:
\[R = 2 \times \frac{\rho \times l}{A} = 2 \times \frac{l}{\sigma \times A}\]
Verlustspannung:
\[\Delta U = 2 \times \frac{l}{\sigma \times A} \times I \times \cos(\phi)\]
Spannungsverlust in %:
\[\Delta U [\%] = \frac{\Delta U}{U_n} \times 100\%\]

Variablen-Legende

  • \(A\): Querschnitt (mm²)
  • \(l\): Länge (m)
  • \(R\): Leitungswiderstand (Ω)
  • \(\rho\): Spezifischer Widerstand (Ω)
  • \(\sigma\): Spezifischer Leitwert (S)
  • \(U_n\): Angelegte Spannung (V)
  • \(\Delta U\): Spannungsabfall (V)
  • \(\phi\): Phasenwinkel (cos φ)

Praktische Anwendung

Rechner-Funktionalität

Auf dieser Seite wird der Spannungsabfall einer elektrischen Leitung berechnet. Dazu müssen die Eingangsspannung, der Strom, die einfache Kabellänge und der Leitungs-Querschnitt angegeben werden.

Optional ist die Angabe einer Phasenverschiebung bei induktiver Belastung möglich. Für ohmsche Belastung und Gleichstrom ist für cos φ ein Wert von 1 voreingestellt.

Wichtige Hinweise
  • Gerechnet wird mit der doppelten Leitungslänge (Hin- und Rückleitung)
  • Der Spannungsabfall reduziert die verfügbare Nutzspannung
  • Größere Querschnitte reduzieren den Spannungsabfall
  • Bei induktiven Lasten ist cos φ < 1 zu berücksichtigen
Zulässige Spannungsabfälle nach DIN VDE
Anwendung Zulässiger Spannungsabfall Bemerkung
Beleuchtung 3% Vermeidung von Helligkeitsschwankungen
Kraft/Motoren 5% Anlaufprobleme bei zu hohem Spannungsabfall
Haushaltsgeräte 3-5% Je nach Gerätetyp und Empfindlichkeit
Heizungen 5% Weniger kritisch bei rein ohmscher Last
Beispielrechnung
Beispiel: Hausinstallation

Gegeben: 230V Netzspannung, 16A Strom, 25m Kabellänge, 2,5mm² Kupferkabel (σ = 56)

Berechnung:

\[\Delta U = 2 \times \frac{25}{56 \times 2{,}5} \times 16 \times 1\] \[\Delta U = 2 \times \frac{25}{140} \times 16 = 5{,}7 \text{ V}\]

Ergebnis:

Spannungsabfall: 5,7 V
Nutzspannung: 224,3 V
Spannungsverlust: 2,5%

✓ Liegt unter 3% (Grenzwert für Hausinstallation)


Basis Funktionen

Batterie Kapazität • Coulombsche Gesetz • Dezibel, Spannung, Leistung umrechnen • Dezibel in linearen Faktor umrechnen • Elektrische Energie • Elektrische Leistung • Elektrische Ladung • Innenwiderstand einer Stromquelle • Kondensator Kapazität • Leitungswiderstand • Ohmsche Gesetz und Leistung • Spannungsverlust auf einer Leitung • Tabelle der Temperaturkoeffizienten • Temperaturabhängigkeit vom Widerstand