Ein sehr wichtiger Parameter beim Verlegen von Stromnetzen ist das Sparen. Durch Erhöhen des Drahtquerschnitts von 1,5 mm2 auf 2,5 mm2 können Sie einen so gravierenden Unterschied in der Menge erzielen, dass der Kunde das Budget einfach nicht "streckt". Bei Auswahl einer Verkabelung mit kleinem Querschnitt besteht jedoch die Gefahr, dass der Master einem so schwerwiegenden Problem wie einem Spannungsabfall gegenübersteht. Was ist das und wie kann dies verhindert werden - weiter unten im Artikel.
Ausgehend von den Grundlagen: Ohmsches Gesetz in Aktion
Bevor auf das Konzept des Spannungsabfalls eingegangen wird, muss das Grund- und Grundgesetz der Elektrotechnik, nämlich das Ohmsche Gesetz, für einen separaten Abschnitt der Schaltung in Erinnerung gerufen werden:
I = U / R.
Wobei Strom (I) direkt proportional zur Spannung (U) und umgekehrt proportional zum Widerstand (R) ist. Warum genau für einen separaten Abschnitt der Kette? Denn das Ohmsche Gesetz für einen vollständigen Abschnitt einer Schaltung enthält die Summe der aktiven und reaktiven (induktiven und kapazitiven) Widerstände. Eine derart große Datenmenge wird für ernsthafte Berechnungen benötigt, meist im Energiebereich.
Aus dieser Formel können Sie die Spannung ermitteln - die Potentialdifferenz:
U = I * R.
Eine solch einfache Gleichheit begleitet alle Elektriker bei ihrer Arbeit und ist nützlich bei der Berechnung des Spannungsabfalls in einem Kabel einer bestimmten Länge.
Berechnung der Verkabelung für Spannungsabfall
Beeinflusst die Länge und Größe des Kabels die Spannung? Es wirkt sich aus und dies wird deutlich am Beispiel des Ohmschen Gesetzes, das im vorherigen Absatz ausführlich erörtert wurde.
Jeder Leiter hat einen Widerstand, dessen Wert vom Material des Leiters selbst abhängt. Beispielsweise leitet Kupfer elektrischen Strom viel besser als Aluminium und Silber - besser als Kupfer usw. Kabel überall Seine Länge erzeugt einen leichten Stromwiderstand, der letztendlich zu einem Spannungsabfall an seinem Strom führt endet.
Um den Spannungsabfall an den Kabeln zu ermitteln, müssen Sie den Widerstand anhand der folgenden Formel ermitteln:
r = ρ * (l / S)
Wobei ρ (griechischer Buchstabe "ro") der spezifische Widerstand des Materials ist, aus dem der Leiter besteht. Es muss in den Tabellen der elektrischen Nachschlagewerke enthalten sein. l ist die Länge des Leiters und S ist sein Querschnitt.
Wenn der Widerstand eines Drahtes oder Kabels gefunden wird, können Sie den Spannungsabfall über seinem Abschnitt gemäß dem Ohmschen Gesetz berechnen. Um die Informationen zu stärken, können Sie das folgende Beispiel verwenden:
Die Lampenleistung beträgt 100 W.
Der Leiter ist aus Kupfer, 5 m lang und hat einen Querschnitt von 1,5 mm2.
Der Spannungsabfall beträgt:
U = 0,45 A * 3,35 Ohm = 1,5 V.
Bei einer Verbraucherleistung von 100 V beträgt der Spannungsabfall an einem 5 m langen Kabel mit einem Querschnitt von 1,5 mm2 1,5 V.
Warum müssen Drähte bei niedriger Spannung größer sein?
Um diese Frage zu beantworten, müssen Sie sich auf das Beispiel aus dem vorherigen Absatz beziehen. Auf einem 5 m langen Leiter mit einem Querschnitt von 1,5 mm2 betrug der Spannungsabfall 1,5 V, was beispielsweise für ein 220-V-Heimnetzwerk recht gering ist und auf 380-V-Leitungen praktisch nicht bemerkt wird. Und wenn das Bordnetz eines Personenkraftwagens so stark abfällt, wo die Potentialdifferenz 12 V nicht überschreitet? Ganz greifbar. Um den Spannungsabfall auszugleichen, werden deshalb Drähte mit größerem Querschnitt montiert.