Spannungsabfall in der Zuleitung

Der Strom muss auch zurück

Bei einer Zweidrahtversorgung fliesst Strom durch Hin- und Rückleiter. Für gleich lange Kupferleiter mit gleichem Querschnitt gilt R = ρ·2L/A. L ist hier die einfache Strecke zwischen Quelle und Verbraucher. Drei Meter Entfernung ergeben somit sechs Meter stromführenden Leiter in der Schleife.

Der Rechner verwendet als Näherung ρ = 0,0175 Ω·mm²/m bei 20 °C und einen linearen Temperaturkoeffizienten von 0,00393/K. Höhere Temperatur erhöht den Widerstand. Materialzustand und genaue Legierung können abweichen; Übergangswiderstände von Steckern, Sicherungen und Anschlüssen sind im reinen Leitungsmodell nicht enthalten.

Spannung und Wärme gemeinsam betrachten

Mit 3 m einfacher Länge und 2,5 mm² Querschnitt ergeben sich bei 20 °C rund 0,042 Ω Schleifenwiderstand. Bei 10 A fallen daran 0,42 V ab, und 4,2 W werden in der Leitung umgesetzt. Aus 13,8 V an der Quelle werden im Modell 13,38 V am Gerät.

Der Spannungsabfall wächst proportional zum Strom; die Verlustleistung wächst mit dessen Quadrat. Doppelter Strom bedeutet bei gleichem Widerstand doppelten Spannungsabfall und vierfache Wärmeleistung. Mehr Querschnitt oder weniger Länge reduziert beides. Ein Spannungsmesswert ohne Last kann diese Probleme leicht verdecken.

Das Modell ist keine vollständige Leitungsdimensionierung

Vergleiche die Spannung am Gerät während einer repräsentativen Last mit dessen dokumentiertem Bereich. Für eine reale Installation sind ausserdem Strombelastbarkeit, Verlegeart, Temperatur, Stecker und Schutzkomponenten massgebend. Ein niedriger berechneter Spannungsabfall allein bestätigt diese Punkte nicht. Wird der berechnete Abfall grösser als die Quellspannung, ist die angenommene Kombination aus Strom und Widerstand nicht möglich.