Hilfe beim Leitungsquerschnittrechner?
Hallo zusammen.
Muss gleich vorweg sagen ich bin Laie. Aktuell arbeite ich mich in das Thema leitungsquerschnitt...
Dazu gibt es ja diverse im Internet. Was ich aber gar nicht begreife warum sinkt der empfohelene Wert des Querschnitts mit zunahme der Volt Zahl?? ( Bei gleichen bei werten)
Beispiel:
1 m Länge
5 v Spannung
1 ampere
Empfohlener Querschnitt: 0.18mm
1 m Länge
12 v Spannung
1 ampere
Empfohlener Querschnitt : 0.08mm
Es müsste dich umgekehrt sein und der Querschnitt musste mit zunahme der Volt Zahl steigen.?!
Eine Erklärung ( auf Kinder Niveau) wäre super.
DANKE
4 Antworten
Das liegt am Spannungsfall und der maximalen Belastbarkeit. Für die Belastbarkeit ist nur der Querschnitt interessant. die Länge ist dabei egal. 1m langes 1,5qmm Kabel hält genauso viel an Stromstärke aus wie ein 20m langes 1,5qmm Kabel.
Der Spannungsfall aber darf nicht zu groß werden, denn wenn der Spannungsfall zu groß wird haben wir mehr Verluste über die Leitung was dazu führt, dass am Ende nicht mehr genug Spannung für den Verbraucher anliegt.
Bei fest installierten Kabeln ist der maximale Spannungsfall mit 3% angegeben. Bei 230V bedeutet es, dass maximal:
230V*0,03=6,9V
an der Leitung abfallen dürfen. Das heißt die Spannung die an der Leitung abfällt darf 6,9V nicht übersteigen.
Ist die Spannung größer, so steigt natürlich auch der zugelassene Spannungsfall in %
3% von 230 ist was anderes als 3% von 400.
Bei höherer Spannung darf also beim gleichen Strom der Querschnitt kleiner ausfallen solange die maximale Belastbarkeit der Leitung berücksichtigt wurde und die maximale Belastbarkeit ist nur vom Stromfluss abhängig.
Der Spannungsfall lässt sich mit den folgenden Gleichungen berechnen:
Ich denke das meiste aus den Gleichungen ist selbst erklärend zumindest die Gleichungen für den Gleichstromkreis.
Beim Wechselstromkreis wie eben der den wir in unserem Netz haben (230V/50Hz) kommt ein sogenannte "Wirkleistungsfaktor" hinzu. ist der Wirkleistungsfaktor 1 kann er natürlich ignoriert werden. Ist der Wirkleistungsfaktor kleiner als 1, dann bedeutet es, dass Strom und Spannung nicht mehr gleichzeitig kommen sondern um einen bestimmten Winkel zeitlich voneinander versetzt sind. Das würde dann so aussehen:
Wenn das passiert kommt es zu einer sogenannten "Blindleistung" die entstehen bei allen elektrischen Verbrauchern, die eben für diese sogenannte "Phasenverschiebung" sorgen. Bei Induktivitäten und Kapazitäten ist es physikalisch gesehen der Fall. Das heißt alle Induktivitäten und Kapazitäten sorgen für eine Phasenverschiebung im Wechselstromkreis. Diese Phasenverschiebung ist bei der Leitungsdimensionierung unbedingt zu berücksichtigen!
das Wurzel 3 kommt aus dem Drehstromkreis, da das Wurzel 3 der sogenannte Verkettungsfaktor ist. Beim Drehstromkreis handelt es sich um 3 um 120° voneinander versetzten Außenleitern. Das heißt die Spannungen sind hier zeitlich um 120° voneinander versetzt. Das liegt daran weil der Strom durch einen Generator erzeugt wird und dieser Generator macht eben diese Drehbewegung. Die Spulen liegen dabei räumlich ebenfalls um 120° voneinander versetz. 120° *3=360° Jetzt weißt du auch woher der Begriff "Drehstrom" kommt.
Das Gamma in der Gleichung ist die elektrische Leitfähigkeit der Leitung. Je nach verwendetem Material als elektrischer Leiter kann sich dieser Wert unterscheiden. Bei Kupfer musst du also mit der Leitfähigkeit von Kupfer rechnen.
Bei Kupfer beträgt die spezifische Leitfähigkeit 56m/ohm*qmm.
Die Spannung hat an sich nichts mit dem Querschnitt zu tun. Für die Spannung ist nur die Isolierung interessant und da ist es auch egal, ob du jetzt 5V oder 12V hast.
Der Querschnitt ist abhängig vom Strom. Je mehr Strom, desto größer der Querschnitt.
Jedoch, je höher die Spannung, desto weniger Strom wird benötigt um die selbe Leistung zu erzielen.
P=U*I
2W=1V*2A=2V*1A=4V*0,5A
Als faustformel kann man
Querschnitt * 10 = maximaler Strom
Nehmen. (für den normalen Verbraucher)
Ich baue diverse Sache an dioramen. Nichts konkretes ( aktuell verbaue ich Lautsprecher) aber mir ist wichtig die theorie dahinter zu verstehen.
In der Regel berechnet man den Querschnitt so, dass maximal ein bestimmter prozentualer Anteil (z.B. 4%) der Spannung am Kabel abfällt.
Bei 5V wären dementsprechend also 0,2V Leitungsverlust erlaubt, bei 12V wären es 0,48V.
Für den gleichen Stromfluss ergeben sich also für die unterschiedlichen Spannungen unterschiedliche Widerstände... und der Widerstand wird durch Material, Querschnitt und Länge bestimmt.
R = spezifischer Widerstand * Länge/Querschnitt
Von einer Gesamtspannung U wäre der Anteil des Leitungsverlustes dann x*U
und mit einem gegebenen Strom I die Rechnung:
minimaler Querschnitt = spezifischer Widerstand * Länge * I / (x*U)
Weisst du was der Wirkungsgrad bedeutet bei den Eingaben in den online Rechnern?
Wirkungsgrad ist ganz allgemein immer Ausgangsleistung/Eingangsleistung
Beziehungsweise anders ausgedrückt:
Ausgangsleistung/(Ausgangsleistung + Leistungsverlust)
Dabei wird dann nicht von dem Leitungsverlust im Sinne der Spannung ausgegangen, sondern der Leistung (So etwas wie: Wie viel Wärme entsteht im Kabel) P = U^2/R, daher bisschen anders als nur die Spannung zu betrachten.
Die Spannung hat mit dem Querschnitt nichts zu tun, abgesehen vom Spannungsabfall durch den Leiterwiderstand.
DANKE!!!!!
Das ist genau die Art von Antwort die ich erhofft habe. So erklärt das ich es verstehe.
Vielen vielen Dank ❤️❤️