Spannungsfall-Rechner
Mit diesem Spannungsfall-Rechner (Voltage Drop Calculator) schätzen Sie die Volt, die entlang eines Kupfer- oder Aluminiumkabels verloren gehen. Gleichstrom und Einphasen: VD = 2 × I × R × L ÷ 1000; Drehstrom: √3 statt 2 (L = einfache Länge in Fuß, R in Ohm / 1000 ft). System wählen, Spannung, Strom (oder Watt), einfache Länge und Querschnitt eingeben, Prozent gegen Ihr Limit prüfen und den kleinsten passenden Draht sehen. Nur die einfache Länge eingeben—die Formel berücksichtigt den Rückweg bei DC und Einphasen.
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Spannungsfall (V)
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Spannungsfall (%)
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Spannung an der Last (V)
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Ergebnis
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Verwendeter Strom (A)
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Verwendeter Widerstand (Ohm pro 1000 ft)
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Kleinste gelistete Größe innerhalb der Grenze
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Nur eine Schätzung. Verwendet den Gleichstromwiderstand bei 75 °C für verseiltes unbeschichtetes Kupfer und Aluminium aus NEC Kapitel 9, Tabelle 8. Reaktanz, Leistungsfaktor, Temperaturkorrektur und Rohreinflüsse bleiben unberücksichtigt; der Rechner ersetzt weder den NEC noch örtliche Vorschriften oder eine Elektrofachkraft. VD = 2 × I × R × L ÷ 1000 (Gleichstrom, einphasig); VD = √3 × I × R × L ÷ 1000 (dreiphasig); L ist die einfache Länge in Fuß, R in Ohm pro 1000 ft. Leistung zu Strom: I = W ÷ V (÷ √3 bei Drehstrom, Leistungsfaktor 1). Üblich sind 3 % im Endstromkreis und 5 % insgesamt.
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Wie es funktioniert
- Wie lautet die Formel für den Spannungsfall?
- Für Gleichstrom und einphasigen Wechselstrom gilt VD = 2 × I × R × L ÷ 1000, wobei I der Strom in Ampere, R der Leiterwiderstand in Ohm pro 1000 ft und L die einfache Länge in Fuß ist. Bei Drehstrom wird 2 durch √3 (etwa 1,732) ersetzt. Prozentualer Spannungsfall = VD ÷ Quellenspannung × 100. Beispiel: 120 V, 20 A, 100 ft einfach, Kupfer 12 AWG (1,98): 2 × 20 × 1,98 × 100 ÷ 1000 = 7,92 V, also 6,6 %. Nur die einfache Länge eingeben; die 2 (oder √3) deckt den Rückweg bereits ab.
- Welcher Spannungsfall ist akzeptabel?
- Eine verbreitete Richtlinie, die in informativen NEC-Hinweisen steht und keine harte Vorgabe ist, nennt höchstens 3 % im Endstromkreis oder Zuleitung und 5 % insgesamt. Manche Geräte, örtliche Regeln oder Projektvorgaben sind strenger, daher lässt sich die Grenze in diesem Rechner ändern (Standard 3 %). Motoren und empfindliche Elektronik brauchen oft ein engeres Limit als die 3%-Richtlinie.
- Wie wirkt sich die Kabellänge auf den Spannungsfall aus?
- Bei gleichem Querschnitt und Strom wächst der Spannungsfall proportional zur Länge. Eine 20-A-Last an 12-AWG-Kupfer verliert 3,96 V (3,3 % von 120 V) bei 50 ft einfach und 7,92 V (6,6 %) bei 100 ft. Bei langen Strecken hilft ein dickeres Kabel. Halbe Länge halbiert den Abfall; doppelter Strom verdoppelt ihn.
- Ist Kupfer oder Aluminium beim Spannungsfall besser?
- Kupfer hat den geringeren Widerstand. Bei 12 AWG beträgt der Tabellenwert 1,98 Ohm pro 1000 ft für Kupfer und 3,25 für Aluminium; Aluminium verliert bei gleicher Größe und gleichem Strom also etwa 64 % mehr. Aluminium braucht in der Regel etwa zwei AWG-Größen mehr, um den Widerstand von Kupfer zu erreichen. Aluminium 1:1 mit Kupfer-AWG zu tauschen ist ein häufiger Fehler—Ampacity und Spannungsfall prüfen.
- Warum wird die einfache Kabellänge in der Formel verdoppelt?
- In einem Gleichstrom- oder einphasigen Kreis fließt der Strom auf einem Leiter hin und auf dem anderen zurück und legt damit die doppelte einfache Strecke zurück. Das ist die 2 in 2 × I × R × L. In einem symmetrischen Drehstromkreis nutzt der verkettete Spannungsfall √3 statt 2, was die Phasenbeziehung der Leiter widerspiegelt. Ist Ihre gemessene Länge schon Hin- und Rückweg, vorher halbieren, sonst doppelt zählen.