Frage von sampy, 127

Wie waehle ich ein Stromkabel (Dicke) fuer bestimmte Anwendungen aus?

Gibt es eine Uebersicht bzw. eine Argumentation die man nutzen kann um zu sagen, fuer diesen Anwendungsfall (12V, max. 1000mA oder 50V, max. 300mA, oder 220V, max 16A) muss ich mindestens ein Kabel folgender Dicke (mm bzw. AWG) nehmen? Kabellaengen sollen nicht in die Kilometer gehen sondern es handelt sich um praktische Werte von wenigen Zentimetern bis wenigen Metern. Auch geht es mir nicht um Sonderfaelle wie Spulenwickeln.

Meistens habe ich gekaufte Stecker mit Kabeln dran und wuerde nun gerne abhaengig von der Kabeldicke wissen fuer welche Spannung/Stromstaerke ich diese Stecke/Kabel Kombinationen maximal verwenden kann? Zum Beispeil wuerde ich nie ein 2,54mm Crimp-Stecker mit 28AWG Kabel nutzen um 220V Hausstrom Basteleien zu machen. Allerdings wuerde ich lieber die minimale Kabeldicke abhaengig von verwendeter Spannung und zu erwartenden Stromstaerken ausrechnen koennen anstatt intuitiv rumzuraten.

Eigentlich geht es ja hauptsaechlich darum, wieviel Energie (also Watt) ein Kabel aushaelt, oder? Also wieviel Waerme sich entwickeln kann. Oder gibt es noch eine andere Groesse die man beachten muss?

Wenn also Watt die einzige Rolle spielt, ist es dann also wichtig wieviel Spannung am Kabel anliegt und wieviel Strom bei der angelegten Spannung fliesst? Je nach Anwendungsfall fliesst bei hoher Spannung wenig Strom oder bei niedriger Spannung viel Strom. Was wichtig ist, ist aber nur das Produkt aus Spannung und Stromstaerke, also die Leistung in Watt die umgesetzt wird und die das Kabel aufheizt, korrekt? Oder gibt es eine maximale Spannung fuer ein gegebenes Kabel die nie ueberschritten werden sollte egal wieviel Strom tatsaechlich fliesst? Umgekehrt - gibt es eine maximale Stromstaerke die nicht ueberschritten werden sollte unabhaengig von der angelegten Spannung?

Gibt es dann eine Tabelle wo fuer AWG-Groessen bestimmte Watt-Werte bzw. Kombinationen aus Volt und Ampere aufgelistet sind? Kann jemand eine kurze Beispielrechnung machen wie ich die minimale Kabeldicke fuer eine bestimmte Spannung/Stromstaerke bestimme?

Antwort
von Karsten1966, 101

Prinzipiell richtig was Du hier sagst. Es kommen bei der Berechnung aber noch Faktoren wie Umgebungstemperaturen und Anzahl der Kabel (mehrere Kabel an einer Stelle werden wärmer, wie wenn nur eines da liegt) hinzu. Bei der Berechnung kommen dann auch noch - Du hast es ja schon gesagt - Leitungslänge hinzu und die Werkstoffkonstante (Gold leitet Strom besser als Kupfer). Die angelegte Spannung an der Leitung ist in so fern wichtig, daß man das Kabel nicht hinsichtlich des Querschnittes richtig wählt, sondern vor allem das richtige Material zur Isolierung wählt. Leitungen, die Kleinspannung führen, haben nicht so eine hochwertige PVC-Isolierung wie Niederspannungsleitungen (230 V). Tabellen gibt es freilich, da muß man nix neu berechnen, was andere schon x-mal getan haben. Hier mal was zu lesen :

http://www.hensel-electric.de/media/docs/de/service/der-elektro-tipp/etipps/1999...

Kommentar von sampy ,

Vielen Dank fuer die Antwort. Ich denke ein wichtiger Gedankengang von dir, war, dass die Isolation des Kabels wichtig ist hinsichtlich der Spannung die angelegt ist. Daran hab ich gar nicht so wirklich gedacht, obwohl es ja offensichtlich ist. Nur des Verstaendnisses wegen: was wuerde denn passieren wenn man durch ein Kleinspannungskabel (von welchen AWG-Werten reden wir da?) normalen Hausstrom jagt um z.B. eine 100W Birne zu betreiben? Wuerde das Kabel sehr warm und eventuell Feuergefahr bestehen oder besteht zusaetzlich auch die Gefahr, dass man einen Stromschlag beim Anfassen des Kabels bekommt weil die Isolierung nicht ausreicht fuer die angelegten 230V?

Kommentar von sampy ,

Zum Beispiel habe diesen Stecker in seiner 2-Pin Version: https://www.adafruit.com/datasheets/JSTSM.pdf

Bei diesen Steckern steht immer 250V max. und 3A max.

Ich habe vor Gleichstrom anzulegen. Da viele Verbraucher in Reihe geschaltet sind (LEDs) muss diese Spannung sehr hoch sein. Die Stromstaerke ist allerdings sehr niedrig und wird durch die Stromquelle konstant gehalten. Die Spannung stellt sich dementsprechend ein und ist hoeher als 250V. Nun frage ich mich, ob dies ein Problem ist mit diesem Stecker?

Kommentar von sampy ,

Was mich sehr verwirrt, ist, dass immer nur von Strom gesprochen wird wenn es um Kabeldicke geht. Zum Beispiel hier: http://www.mosaic-industries.com/embedded-systems/electronic-instrument-design-n...

Bei meinen Basteleien fliesst meist sehr wenig Strom (~200 mA) aber es liegt eine hohe Spannung an, da viele Verbraucher in Reihe geschaltet sind und jeder sein 12-36V will. Insgesamt liegt an der Leitung aber ~300 V DC an. Sollte nicht wie Leistung eine Rolle Spielen (also Spannung * Stromstaerke) und nicht nur die Stromstaerke, die bei mir ja sehr gering ist und selbst von sehr duennen Kabeln locker weggesteckt werden sollte.

Kommentar von Karsten1966 ,

es ist schon verwirrend, daß Du die ganze Zeit von AWG-Werten sprichst. Diese Bezeichnung ist eigentlich für den amerikanischen Markt. Hierzulande spricht man von Kabelquerschnitten. Kleinspannungsleitungen gibt es in unterschiedlichen Darreichungsformen (je nach Anwendungsgebiet). Bei einer Hausinstallation würde ich IMMER mindestens 1,5 mm² verlegen, da spricht man auch nicht von einzelnen Verbrauchern  von 100 W (außer bei Einzelgeräten wie Kühlschrank, Herd, Trockner usw) und diese Leitung dann mit 10 A absichern. Leitungen, die zu dünn sind (Brandgefahr) oder die Isolierung nicht ausreicht (Brand- und Stromschlaggefahr) würde ich da NIE verwenden.

Kommentar von sampy ,

Genau. Das will ich auch vermeiden. Also Brand- und Stromschlaggefahr unterdimensionieren. Deswegen hatte ich ja nach einer Tabelle oder einfach ein Bild (jpeg) gefragt wo grob aufgelistet ist, wie man den Querschnitt sehr leicht bestimmen kann. Was du gepostet hast braucht ja glaube ich diese Hensel-Tabelle die man bestellen muss, oder?

Mir ist klar, dass es oft sehr viele Faktoren gibt, wie z.B. wie nahe sind sich stromfuehrende Kabel und heizen sich somit gegenseitig auf. Wie hoch ist die Umgebungstemperatur, etc.

Mir geht es aber lediglich um Einzelkabel bei Raumtemperatur.

Und dafuer braeuchte ich eine simple Uebersicht die mir sagt, wenn bei dem Kabel das ich suche, die maximale Spannung die jemals anliegen wird Wert x hat und die maximale Stromstaerke den Wert y hat, dann sollte ich wenigstens folgenden Kabelquerschnitt haben.

Kommentar von Karsten1966 ,

Sorry, war die letzten 2 Tage nicht am PC. Eine Tabelle, wie Du suchst, gibt's glaube ich nicht. Ich habe aber eine Tabelle für Dich, die zumindest eine Übersicht über den erforderlichen Querschnitt gibt - abhängig vom zu erwartenden Strom, bei Einsatz bis 1000 Volt (also auch bei Kleinspannung, dann ist die Isolierung zwar z.T. überdimensioniert, aber lieber so rum, als zu wenig). Leitungsbezeichnungen (Leitungstypen) sind auch dabei :

http://www.linzi.hu/Katalogus/2008-2009/ger/X%20026.pdf

Kommentar von sampy ,

Danke!

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