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Spannungsabfallrechner

Der Spannungsabfallrechner wird verwendet, um den Spannungsabfall eines Stromkreises abzuschätzen. Die Berechnungen basieren auf Widerstands- und Reaktanzdaten aus dem Electrical Code (NEC). Auf der Registerkarte „Geschätzter Widerstand“ werden Berechnungen basierend auf den geschätzten Widerstandsdaten für die Drahtgröße durchgeführt. 

Drahtstärken-Rechner►

Wenn ein elektrischer Strom durch einen Draht fließt, wird er durch ein elektrisches Potenzial (Spannung) gedrückt, was einen bestimmten Gegendruck erfordert, der über dem durch den Draht verursachten Wert liegt. Der Spannungsabfall ist der Betrag des potenziellen (Spannungs-)Verlusts, der durch den Gegendruck in einem Kabel verursacht wird. Bei Wechselstrom wird dieser Gegendruck Impedanz genannt. Impedanz ist ein Vektor oder eine zweidimensionale Größe bestehend aus Widerstand und Reaktanz (die Reaktion eines aufgebauten elektrischen Feldes auf Änderungen des elektrischen Stroms). Wenn der Strom direkt ist, wird der entgegenwirkende Druck als Widerstand bezeichnet.

Übermäßige Spannungsabfälle in Stromkreisen können dazu führen, dass Lichter flackern oder brennen, Heizgeräte schlecht heizen und Motoren heißer als normal laufen und durchbrennen. Es wird empfohlen, dass der Druckabfall unter Volllastbedingungen weniger als 5 % beträgt. Dies lässt sich erreichen, indem Sie die richtigen Stromkabel auswählen und darauf achten, Verlängerungskabel und ähnliche Geräte zu verwenden.

Es gibt vier Hauptgründe für Spannungsabfälle:

Die erste ist die Wahl des für den Draht verwendeten Materials. Silber, Kupfer, Gold und Aluminium gehören zu den leitfähigsten Metallen. Aufgrund ihres relativ niedrigen Preises im Vergleich zu Silber und Gold sind Kupfer und Aluminium die am häufigsten für Drähte verwendeten Materialien. Kupfer ist ein besserer Leiter als Aluminium und hat bei gegebener Länge und Drahtgröße einen geringeren Spannungsabfall als Aluminium.

Die Drahtgröße ist ein weiterer wichtiger Faktor bei der Bestimmung des Spannungsabfalls. Ein größerer Drahtdurchmesser (Draht mit größerem Durchmesser) weist einen geringeren Spannungsabfall auf als ein kleinerer Draht derselben Länge. Bei der amerikanischen Drahtstärke verdoppelt sich bei jeder Verringerung der Stärke um 6 Gauge der Drahtdurchmesser, und bei jeder Verringerung des Drahtdurchmessers um 3 Gauge verdoppelt sich die Drahtquerschnittsfläche. Bei einer metrischen Maßskala entspricht die Stärke dem Zehnfachen des Durchmessers in Millimetern, sodass ein metrischer Draht der Stärke 50 einen Durchmesser von 5 mm hätte.

Ein weiterer wichtiger Faktor für den Spannungsabfall ist die Kabellänge. Bei gleicher Drahtgröße weisen kürzere Drähte einen geringeren Spannungsabfall auf als längere Drähte. Wenn die Länge eines Drahts oder Kabels sehr groß wird, wird der Spannungsabfall wichtig. Normalerweise stellt dies bei den Stromkreisen im Haus kein Problem dar, es kann jedoch ein Problem sein, wenn Kabel zu Nebengebäuden, Brunnenpumpen usw. verlegt werden.

Schließlich beeinflusst die Menge des fließenden Stroms die Höhe des Spannungsabfalls. Ein Anstieg des Stroms durch einen Draht führt zu einem Anstieg des Spannungsabfalls. Die Strombelastbarkeit wird oft als Strombelastbarkeit bezeichnet. Dabei handelt es sich um die maximale Anzahl an Elektronen, die gleichzeitig bewegt werden können. Der Begriff Strombelastbarkeit ist die Abkürzung für Amperekapazität.

Die Strombelastbarkeit eines Drahtes hängt von vielen Faktoren ab. Natürlich ist das Grundmaterial, aus dem der Draht besteht, ein wichtiger limitierender Faktor. Wenn Wechselstrom über ein Kabel gesendet wird, wirkt sich die Wechselstromgeschwindigkeit auf die Strombelastbarkeit aus. Auch die Temperatur, bei der der Draht verwendet wird, beeinflusst die Strombelastbarkeit.

Kabel werden häufig in Bündeln verwendet, und wenn sie zusammengeführt werden, wirkt sich die gesamte von ihnen erzeugte Wärme auf die Strombelastbarkeit und den Spannungsabfall aus. Aus diesem Grund müssen strenge Regeln zur Bündelung von Kabeln eingehalten werden.

Die Kabelauswahl orientiert sich an zwei Hauptprinzipien. Erstens sollte das Kabel in der Lage sein, die ihm auferlegte Stromlast ohne Überhitzung zu tragen. Dies sollte unter den extremsten Temperaturbedingungen während seiner Lebensdauer möglich sein. Zweitens sollte es eine ausreichend stabile Erdung bieten, um (i) die Spannungsbelastung für Personen auf ein sicheres Maß zu begrenzen und (ii) zu ermöglichen, dass ein Fehlerstrom die Sicherung für kurze Zeit auslöst.

Berechnung des Spannungsabfalls

Das Ohmsche Gesetz ist ein sehr grundlegendes Gesetz zur Berechnung des Spannungsabfalls:

V- _Abfall  = I·R

Im Augenblick:

Der Widerstand eines Drahtes wird normalerweise gemessen und als Widerstand über eine bestimmte Länge angegeben, normalerweise in Ohm/km oder Ohm/1000 Fuß. Darüber hinaus sind die Drähte im Kreis ausgelöst. Daher lautet die Formel für einen Einphasen- oder Gleichstromkreis:

V- _Abfall  = 2·I·R·L

Die Formel für einen Dreiphasenstromkreis lautet:

V- _Abfall  = √ 3 ·I·R·L

Im Augenblick:

Typische AWG-Drahtgrößen

AWG ist ein amerikanisches Drahtstärkensystem, das hauptsächlich in Nordamerika für massive, nicht eisenhaltige, leitfähige Drähte mit rundem Durchmesser verwendet wird. Nachfolgend finden Sie eine Liste typischer AWG-Drähte und ihrer Größen: