Der Spannungsabfallrechner schätzt, wie viel Spannung in den Leitern zwischen einer Quelle und einer Last verloren geht. Geben Sie den Drahtquerschnitt, die Einweglänge, den Laststrom, die Systemspannung und den Stromkreistyp (Gleichstrom, einphasiger Wechselstrom oder dreiphasiger Wechselstrom) ein. Das Tool gibt den Abfall in Volt und als Prozentsatz der Quellenspannung zurück und markiert dann allgemeine Schwellenwerte für Designrichtlinien.
Berechnen Sie den Spannungsabfall über einer Kabelstrecke
Strom durch den Widerstand eines Drahtes erzeugt einen IR-Verlust, der nie an den Lastanschlüssen ankommt. Längere Strecken, kleinere Leiter und höhere Ströme erhöhen diesen Verlust. Der Spannungsabfallrechner verwendet veröffentlichte Ohm-pro-Länge-Werte für Kupfer- oder Aluminium-AWG-Größen, anstatt bei jeder Schätzung manuell nach dem spezifischen Widerstand zu fragen.
Für eine einfache Gleichstrom- oder Einphasenschätzung mit einem Hin- und Rückleiterpfad:
V_drop ≈ I × R_one_way × 2
% drop = (V_drop / V_source) × 100R_one_way stammt aus der Drahttabelle für die gewählte Stärke und das gewählte Metall, skaliert auf die Einweglänge. Geben Sie die Einweglänge (Quelle zur Last) ein, nicht die Summe aus Heiß- und Neutralleiter, wenn der Rechner bereits den Rückwegfaktor für den ausgewählten Stromkreistyp anwendet. Die doppelte Zählung der Länge ist eine häufige Ursache für überhöhte Ergebnisse, die wie ein Kabelproblem aussehen, wenn das eigentliche Problem in der Dateneingabe liegt.
Lasten, die Dauerstrom beziehen, spüren eine weiche Spannung, da Hitze, Dimmen oder Unterspannung auslösen. Bei einem kurzen Einschaltstrom kann ein größerer Abfall toleriert werden als bei einem Dauerheizer im gleichen Durchgang.
Wählen Sie zwischen einphasig, dreiphasig oder Gleichstrom
Der Schaltungstyp ändert den Multiplikator, der den Einwegwiderstand in die Spannung zwischen Versorgung und Last umwandelt. Gleichstrom und gewöhnlicher einphasiger Wechselstrom verwenden im einfachen Widerstandsmodell beide einen Hin- und Rückweg mit zwei Drähten. Dreiphasenschätzungen verwenden einen anderen geometrischen Faktor. Wählen Sie den Modus aus, der zum installierten System passt, bevor Sie den prozentualen Abfall mit einem Ziel vergleichen.
| Typ | Typischer Faktor auf I × R_one_way |
|---|---|
| DC (Zweileiter) | ×2 (hin und zurück) |
| Einphasiger Wechselstrom | ×2 (ähnlicher Zweidrahtpfad) |
| Dreiphasiger Wechselstrom | ×√3 ≈ ×1.732 für Leitungsverlustschätzungen |
Die genauen Feldformeln variieren je nach Leistungsfaktor und davon, ob der Abfall von Leitung zu Leitung oder von Leitung zu Neutralleiter gemeldet wird. Dieser Rechner verwendet die oben genannten Standard-Lehrfaktoren für Kupfer/aluminium AWG-Schätzungen. Für den Motorstart oder Einspeisungen mit hoher Reaktanz gehört eine vollständige Impedanzberechnung in die Designsoftware, nicht nur eine Widerstands-AWG-Tabelle. Wählen Sie Kupfer oder Aluminium passend zu den installierten Leitern; Aluminium benötigt für das gleiche Tropfenziel eine größere Stärke, da sein spezifischer Widerstand höher ist.
Lesen Sie die AWG-Drahttabelle
Durchmesser der American Wire Gauge-Etiketten: Größere Gauge-Zahlen bedeuten dünneren Draht und höheren Widerstand pro Fuß. Die Tabelle speichert den ungefähren Gleichstromwiderstand in Ohm pro 1.000 Fuß für Kupfer (und eine parallele Aluminiumsäule) bei einer Referenztemperatur. Die Skalierung auf die Lauflänge ergibt R_one_way für die Drop-Gleichung.
| AWG | Ca. Kupfer Ω / 1.000 ft (typische Tabelle) | Notizen |
|---|---|---|
| 14 | ~2.525 | Gemeinsame Zweigbeleuchtung |
| 12 | ~1.588 | 20 A copper branch circuits |
| 10 | ~0.999 | Schwerere Lasten / längere Läufe |
| 8 | ~0.628 | Subpanels und lange Feeder |
| 6 | ~0.395 | Größere Feeder |
Die Werte unterscheiden sich geringfügig zwischen NEC-Kapitel-9-Tabellen, Herstellerdaten und Temperaturannahmen. Der Rechner gibt neben dem Ergebnis an, welche Tabellentemperatur er verwendet. Heiße Leiter erhöhen den Widerstand; Eine sonnige Dachbodenstrecke fällt stärker ab als eine Kellerstrecke der gleichen Spurweite. Stranded vs. Solid verschiebt auch den Widerstand ein wenig; Verwenden Sie die Tabelle, die dem gekauften Kabel entspricht, wenn die Schätzung nahe an einem festen Grenzwert liegt.
Berechnen Sie den Abfall für 12 AWG über 100 Fuß bei 15 A
Die Lehrvorrichtung verwendet Kupfer 12 AWG, Einweglänge 100 Fuß, Last 15 A, Quelle 120 V und einen einphasigen Zweidrahtpfad. Diese Eingaben liegen knapp über dem üblichen Verzweigungsziel von 3 % und zeigen, warum die Länge wichtig ist, selbst wenn die Strombelastbarkeit auf einem kurzen Diagramm gut aussieht.
1. Widerstand für 100 Fuß in eine Richtung. Verwendung von ~1.588 Ω pro 1.000 Fuß für 12 AWG Kupfer: `` R_one_way = 1.588 × (100 / 1000) = 0.1588 Ω ``
2. Hin- und Rücktransfer. `` V_drop = 15 A × 0.1588 Ω × 2 = 4.764 V ≈ 4.76 V ``
3. Prozent von 120 V. `` % drop = (4.76 / 120) × 100 ≈ 3.97% ``
Ergebnis: etwa 4.76 V oder 3.97 %. Die Spannung an der Last liegt nahe 115.2 V vor anderen Verlusten. Dieser Prozentsatz liegt über der als nächstes besprochenen allgemeinen 3-Prozent-Abzweigleitungsrichtlinie.
Wenn dieselbe Last mit 10 AWG (~0.999 Ω/1.000 Fuß) betrieben würde: `` R_one_way = 0.0999 Ω V_drop = 15 × 0.0999 × 2 ≈ 3.00 V ≈ 2.5% ``
Die Vergrößerung des Messgeräts ist die übliche Lösung, wenn Länge und Strom festgelegt sind. Der Spannungsabfallrechner sollte die Vorrichtung 4.76 V / 3.97 % reproduzieren, wenn diese Eingänge mit derselben Widerstandstabelle eingegeben werden.
Überprüfen Sie den Abfall anhand der Designrichtlinien
Konstrukteure streben häufig einen Abfall von etwa 3 % an einem Abzweigstromkreis und etwa 5 % insgesamt einschließlich der Einspeisung an. Diese Zahlen sind Richtwerte für Effizienz und Geräteleistung und ersetzen nicht das Lesen der in der Gerichtsbarkeit geltenden Elektrovorschriften. Lokale Änderungen, Dauerlastregeln und Umgebungskorrekturen gelten weiterhin für jede reale Installation.
Das 12 AWG / 100 Fuß / 15 A / 120 V-Gehäuse übersteigt bei ~3.97 % ein Zweigziel von 3 %. Optionen: Verkürzen Sie die Strecke, reduzieren Sie den Strom, erhöhen Sie die Leitergröße oder erhöhen Sie die Systemspannung, sofern die Ausrüstung dies zulässt (z. B. 240 V statt 120 V für die gleiche Leistung bei halber Stromstärke). Motoren und LED-Treiber können sich bei schwacher Spannung schlecht verhalten, selbst wenn die Stromstärke der Leiter zulässig ist. Die Strombelastbarkeit gibt Aufschluss darüber, ob der Draht überhitzt. Der Spannungsabfall gibt Auskunft darüber, ob die Last genügend Volt sieht. Beide Schecks sind wichtig.
Dokumentieren Sie das angenommene Metall, die Temperatur und den Schaltkreistyp sowie alle Prozentangaben, die eine Bestellung auslösen. Ein späterer Ersatz durch Aluminium macht eine auf Kupfer basierende Schätzung ungültig, ohne dass sich Länge oder Stromstärke ändern.
Wählen Sie eine Drahtgröße, um unter einem Ziel zu bleiben
Wenn ein maximaler Prozentsatz (oder maximale Volt) eingegeben wird, kann der Rechner den kleinsten AWG in seiner Tabelle empfehlen, der den geschätzten Abfall unter diesem Ziel für die angegebene Länge und den angegebenen Strom hält. Empfehlungen erfordern immer noch eine Überprüfung der Strombelastbarkeit: Ein Messgerät, das einen Abfall übersteht, kann bei der Strombelastbarkeit scheitern, und das Gegenteil ist bei kurzen, schweren Stromkreisen üblich.
Lange Einbahnstraßen zu Nebengebäuden sind klassische Fälle von Großraumprojekten. Ein 12-AWG-Kupferzweig, der bei 40 Fuß in Ordnung ist, kann ein 3 %-Ziel bei 100 Fuß unter der gleichen Last von 15 A verfehlen, wie das Beispiel zeigt. Parallelleiter und Systeme mit höherer Spannung sind weitere Optionen, wenn ein einzelner Leiter unpraktisch wäre. Das Mischen von Aluminium-Ohm-Werten mit einem Kupfer-Etikett unterschätzt den Abfall und kann dazu führen, dass eine entfernte Last verhungert.
Strombelastbarkeit versus Spannungsabfall
Strombelastbarkeitstabellen geben Auskunft über thermische Grenzwerte für die Isolierung. Der Spannungsabfall liefert nutzbare Volt am anderen Ende. Ein kurzer, starker Lauf kann den Drop überstehen, liegt aber nahe an der Strombelastbarkeit; Ein langer, leichter Lauf kann die Strombelastbarkeit überschreiten, aber das 3 %-Abfallziel nicht erreichen. Führen Sie beide Prüfungen durch.
Leistungsfaktor und Leiterreaktanz spielen bei langen AC-Einspeisungen und großen Motoren eine größere Rolle als bei kurzen DC-Steuerungsstrecken. Wenn die Widerstandstabelle und eine Feldmessung deutlich voneinander abweichen, suchen Sie nach losen Verbindungen, zu kleinen Anschlüssen oder einer falschen Einweglänge, bevor Sie die AWG-Tabelle dafür verantwortlich machen.
Häufig gestellte Fragen
Wie berechnet man den Spannungsabfall in einem Kabel?
Multiplizieren Sie den Strom mit dem Hin- und Rückwiderstand des Strangs (oder wenden Sie den Dreiphasenfaktor auf den Einwegwiderstand an), teilen Sie ihn dann durch die Quellenspannung und multiplizieren Sie ihn mit 100, um Prozent zu erhalten. Verwenden Sie den Ohm-pro-Länge-Wert für das installierte Metall und messen Sie es bei der angegebenen Temperatur.
Wie hoch ist der Spannungsabfall bei 12 AWG, 100 Fuß, 15 A bei 120 V?
Ungefähr 4.76 V oder ungefähr 3.97 %, bei Verwendung eines typischen Kupferwiderstands von 12 AWG in der Nähe von 1.588 Ω pro 1.000 Fuß und einem Zweidraht-Rückweg. Die Lastspannung liegt dann vor weiteren Verlusten bei etwa 115 V.
Ist ein Spannungsabfall von 3 % eine gesetzliche Anforderung?
Behandeln Sie 3 % Verzweigung und 5 % Gesamtwert als gemeinsame Designrichtlinie. Bestätigen Sie die Anforderungen der vor Ort geltenden Elektrovorschriften. Diese Seite ist kein Code-Zitat und ersetzt keine Inspektionsregeln.
Bedeutet das Längenfeld eine einfache Fahrt oder eine Hin- und Rückfahrt?
Geben Sie die Einweglänge ein, wenn der Rechner den Rückwegfaktor für den ausgewählten Stromkreistyp anwendet. Überprüfen Sie den Feldhinweis auf dem Tool. Die Eingabe der Hin- und Rückfahrtlänge zusätzlich zu einem x2-Faktor verdoppelt versehentlich die Schätzung.
Kupfer oder Aluminium?
Passen Sie das installierte Metall an. Aluminium hat eine höhere Widerstandsfähigkeit; Das gleiche AWG lässt mehr Volt fallen als Kupfer. Vergrößern Sie Aluminium im Vergleich zu einer Kupferschätzung, wenn das Abwurfziel festgelegt ist.
Ersetzt ein Spannungsabfall die Dimensionierung der Strombelastbarkeit?
Nein. Die Strombelastbarkeit verhindert eine Überhitzung. Der Spannungsabfall schützt die Geräteleistung am anderen Ende. Eine Schaltung kann eine Prüfung bestehen und die andere nicht bestehen. beides gehört ins Arbeitsblatt.
Warum ist dreiphasig anders?
Die Geometrie der Leitungsströme ändert den Faktor von ×2 auf etwa ×√3 für typische Schätzungen des Leitungsspannungsabfalls. Die Verwendung des einphasigen Faktors bei einer dreiphasigen Einspeisung führt zu einer falschen Darstellung des Ergebnisses.
Welche Temperatur wird angenommen?
Tabellen geben eine Referenztemperatur an. Heiße Leitungen erhöhen den Widerstand und den Abfall. Verwenden Sie für kritische Läufe in Räumen mit hoher Umgebungstemperatur die auf dem Rechner angegebene Referenz oder eine temperaturkorrigierte Tabelle.
Kann der prozentuale Abfall verringert werden, ohne die Spurweite zu ändern?
Ja: Verkürzen Sie die Laufzeit, verringern Sie den Strom oder verwenden Sie eine höhere Systemspannung, damit der Strom bei gleicher Leistung sinkt. Jede Option ändert unterschiedliche Einschränkungen (Routenführung, Last, Gerätebewertungen).
Zusammenfassung
Der Spannungsabfallrechner wandelt Stärke, Länge, Strom und Spannung in eine Volt- und prozentuale Verlustschätzung für Gleichstrom-, Einphasen- und Dreiphasenläufe um. Das 12 AWG, 100 Fuß, 15 A, 120 V-Gerät landet in der Nähe von 4.76 V und 3.97 %, also oberhalb der typischen 3 %-Abzweigführung.
Vergrößern Sie die Leiter, verkürzen Sie die Strecken oder überdenken Sie die Spannung, wenn die Schätzung das Projektziel überschreitet, und überprüfen Sie trotzdem die Strombelastbarkeit und die örtlichen Vorschriften separat.