Spannungsfall berechnen
Spannungsfall in Volt und Prozent für Wechsel-, Dreh- und Gleichstrom — dazu die maximale Länge, bei der Ihr Querschnitt den gewählten Grenzwert noch einhält.
in Volt
in Ampere
einfache Strecke in Metern
3%
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Was der Spannungsfall bedeutet
Jeder Leiter hat einen Widerstand. Fließt Strom, fällt über diesem Widerstand Spannung ab, die am Verbraucher nicht mehr ankommt. Bei einer Glühlampe äußert sich das in geringerer Helligkeit, bei einem Motor in geringerem Drehmoment und höherer Stromaufnahme, bei einem Ladegerät in verlängerter Ladezeit.
ΔU = (2 × L × I × cos φ) / (κ × A) — Wechselstrom
ΔU = (√3 × L × I × cos φ) / (κ × A) — Drehstrom
Die Größen im Einzelnen
- L — die einfache Leitungslänge in Metern
- I — der Betriebsstrom in Ampere
- κ — die Leitfähigkeit des Materials in m/(Ω·mm²)
- A — der Leiterquerschnitt in mm²
- cos φ — der Leistungsfaktor, bei ohmscher Last 1
Die Länge ist der kritische Faktor
Strom und Länge gehen beide linear in die Rechnung ein. Wer die Leitung verdoppelt, verdoppelt den Spannungsfall. Weil die Stromstärke meist durch den Verbraucher vorgegeben ist, bleibt in der Praxis nur der Querschnitt als Stellschraube — und der wirkt umgekehrt proportional: doppelter Querschnitt, halber Spannungsfall.
Ein durchgerechnetes Beispiel
Aufgabe: 16 Ampere über 30 Meter bei 2,5 mm², Kupfer, 230 Volt Wechselstrom.
ΔU = (2 × 30 × 16 × 1) / (56 × 2,5) = 960 / 140 = 6,86 V
Das sind 2,98 Prozent von 230 Volt — die Drei-Prozent-Grenze ist damit gerade eben eingehalten. Bei 31 Metern wäre sie überschritten. Wer hier Reserve möchte, geht auf 4 mm² und landet bei 1,86 Prozent.
Häufige Fragen
Wie viel Spannungsfall ist zulässig?
DIN 18015-1 nennt für Wohngebäude drei Prozent zwischen Zählerplatz und Verbraucher. DIN VDE 0100-520 Anhang G unterscheidet feiner: drei Prozent für Beleuchtung, fünf Prozent für andere Verbrauchsmittel, jeweils gerechnet ab dem Übergabepunkt des Netzbetreibers. Für empfindliche Elektronik und für Ladeleitungen im Gleichstromnetz wird in der Praxis oft ein Prozent angesetzt.
Warum steht bei Drehstrom die Wurzel aus drei in der Formel?
Weil sich die Ströme der drei Außenleiter zeitlich versetzt überlagern und dadurch teilweise aufheben. Die wirksame Leitungslänge ist deshalb nicht doppelt so lang wie die einfache Strecke, sondern nur um den Faktor 1,732 wirksam. Praktisch bedeutet das: Bei gleichem Strom und gleicher Länge fällt an einer Drehstromleitung nur etwa 87 Prozent der Spannung ab, die bei Wechselstrom anfiele.
Zählt die Leitungslänge einfach oder doppelt?
Geben Sie die einfache Strecke ein, also die tatsächliche Entfernung. Die Verdopplung für Hin- und Rückleiter steckt bereits im Faktor 2 der Formel.
Was tun, wenn der Grenzwert überschritten ist?
Es gibt drei Wege: den Querschnitt vergrößern, die Leitung kürzen oder — bei Drehstromverbrauchern — von Wechsel- auf Drehstrom wechseln. Der Rechner zeigt Ihnen die maximale Länge an, bei der der gewählte Querschnitt die Grenze gerade noch einhält.
Spielt die Temperatur eine Rolle?
Ja, wenn auch geringer als bei der Belastbarkeit. Der Widerstand von Kupfer steigt um etwa 0,4 Prozent je Kelvin. Eine Leitung, die sich unter Last auf 70 °C erwärmt, hat rund 20 Prozent mehr Widerstand als bei 20 °C. Dieser Rechner arbeitet mit dem Wert bei 20 °C, wie in der Praxis üblich.
Wonach hier gerechnet wird
- DIN VDE 0100-520 Anhang G — Grenzwerte für den Spannungsfall
- DIN 18015-1 — Elektrische Anlagen in Wohngebäuden
- Leitfähigkeit bei 20 °C: Kupfer 56 m/(Ω·mm²), Aluminium 35 m/(Ω·mm²)
Dieser Rechner ist ein Planungshilfsmittel. Er ersetzt weder die Planung noch die Prüfung durch eine Fachkraft, die für die Ausführung verantwortlich bleibt.
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