Spannungsfall-Rechner

Spannungsfall misst, wie viel elektrischer Druck zwischen Quelle und Verbraucher entlang einer Leitung verloren geht. Bei Solar- und Off-Grid-DC-Verkabelung bedeutet übermäßiger Fall, dass Batterien und Wechselrichter weniger Spannung sehen als erwartet – Ladegeräte arbeiten schlechter, Lasten fallen aus und die Effizienz sinkt.

Dieser Rechner schätzt den DC-Spannungsfall für Kupferleitung anhand von Stromaufnahme, Systemspannung, einseitiger Kabellänge und AWG-Querschnitt. Die einseitige Länge wird verdoppelt (Hin- und Rückweg, Plus- und Minusleiter); Ergebnis sind Fall in Volt, Prozent und Spannung an der Last.

Nutzen Sie ihn, um eine bestehende Leitung zu prüfen oder Querschnitte vor dem Kauf zu vergleichen. Für automatische AWG-Wahl nach Strombelastbarkeit und max. Fallziel nutzen Sie den Leitungsquerschnitt-Rechner. Viele Installateure zielen auf 3 % oder weniger bei kritischen DC-Leitungen.

So funktioniert dieser Rechner

1. Geben Sie den Laststrom in Ampere ein – den kontinuierlichen DC-Verbrauch des Stromkreises (Array zum Regler, Regler zur Batterie oder Batterie zum Wechselrichter).
2. Geben Sie die Systemspannung an der Quelle ein (z. B. 12, 24 oder 48 V Batterie- oder Array-Spannung).
3. Geben Sie die einseitige Kabellänge in Fuß von Quelle zu Last ein (nicht die Hin-und-Rück-Gesamtlänge – das Tool verdoppelt sie).
4. Wählen Sie AWG. Widerstandswerte basieren auf standardmäßigen DC-Kupfer-Ω pro 1.000 ft bei ca. 20 °C.
5. Spannungsfall = 2 × Ampere × Widerstand pro Fuß × einseitige Fuß. Fall % = (Fall V ÷ System V) × 100.

Zentrale Spannungsfall-Beziehungen

Fall V = 2 × I × R/ft × Länge (einseitig) | Fall % = (Fall V ÷ System V) × 100 | V an Last = System V − Fall V

Strom durch Widerstand erzeugt Spannungsverlust. Da DC-Stromkreise Hin- und Rückleiter benötigen, ist die wirksame Länge doppelt so lang wie die einseitige Strecke. Prozentualer Fall normalisiert den Verlust gegen die Systemspannung – 3 % bei 12 V sind nur 0,36 V, aber 3 % bei 48 V sind 1,44 V; das Prozentziel ist oft ähnlich, während die absoluten Volt abweichen.

Formeln dieses Tools

• Nutzt DC-Widerstand pro 1000 ft für das gewählte AWG.
• Spannungsfall = 2 × Ampere × Widerstand × einseitige Länge (Hin- und Rückweg).
• Fall % = (Fall-Volt ÷ System-Volt) × 100.

Rechenbeispiel: 10 A bei 12 V, 25 ft

Eine 10-A-Last in einem 12-V-System nutzt 10 AWG Kupfer mit 25 ft einseitiger Länge von Batterie zur Last.

1. 10 AWG Widerstand ≈ 1,21 Ω pro 1.000 ft → 0,00121 Ω pro Fuß pro Leiter.
2. Fall V = 2 × 10 A × 0,00121 × 25 ft ≈ 0,61 V Hin und Rück.
3. Fall % = 0,61 ÷ 12 × 100 ≈ 5,1 % – über dem üblichen 3-%-Ziel; 8 AWG oder kürzere Leitung erwägen.
4. Spannung an Last ≈ 12 − 0,61 = 11,39 V bei voller 10-A-Belastung.

Praktische Tipps

• Messen Sie die einseitige Länge entlang des tatsächlichen Kabelwegs, nicht in Luftlinie.
• Höhere Systemspannung (24 V oder 48 V) reduziert Ampere bei gleicher Leistung und meist den Fall-Prozentsatz.
• Kabelschuhe, Sicherungen und zu kleine Stecker erhöhen den Widerstand und sind hier nicht modelliert – Anschlüsse ordentlich und mit Drehmoment versehen.
• Solar-Array zu MPPT-Leitungen zielen oft auf ≤3 % Fall; manche Planer nutzen ≤2 % bei langen 12-V-Leitungen.
• Ist der Fall % hoch, AWG vergrößern oder Geräte näher platzieren, bevor Sie Leistungsverlust akzeptieren.

Häufig gestellte Fragen

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