Leiterquerschnittsberechnung bei zulässigem Spannungsabfall (Vorgehen und Rechenbeispiel): Bei der Berechnung des Mindestquerschnitts einer elektrischen Leitung müssen sowohl der Spannungsabfall Ua als auch die Stromdichte J wegen Erwärmung berücksichtigt werden. Er wird in folgenden Schritten berechnet: 1. Ermitteln der Leiterlänge 2. Ermitteln der Stromstärke durch die Leitungen und den Verbraucher 3. Berechnung des Querschnitts der Leitungen unter Berücksichtigung des zulässigen Spannungsabfalls gemäss Tabelle 2
Legende
Un
Nennspannung in V
Ua
Spannungsabfall gemäss Tabelle 2
e
spezifischer elektrischer Widerstand in mm2 bei Kupfer 0.018
P
elektrische Leistung in W
I
Storm in A
L
Leiterlänge in m
A
Leiterquerschnitt in mm2
J
Stromdichte in A/mm2
R
elektrischer Widerstand in Ω
4. Wählen des nächst höheren Leiterquerschnitts aus Tabelle 1 5. Ermitteln der Stromdichte mit dem Normquerschnitt, Resultat mit entsprechendem Wert in Tabelle 1 vergleichen, übersteigt die berechnete Stromdichte die zulässige Stromdichte, muss wiederum der nächst höhere Normquerschnitt verwendet werden Beispiel: Wie gross muss der Querschnitt der Kupferleitung für einen Scheinwerfer sein, wenn diese eine 12 V / 100 W Glühlampe enthält und die Leitungslänge 1.8 m beträgt? Gesucht: I in A, q in mm2, J in A/mm2 Gegeben: Un = 12 V P = 100 W L = 1.8 m
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Lösung 1. Leiterlänge 1.8 m 2. Stromstärke I = P / Un > 100 W / 12 V = 8.3 A 3. Leiterquerschnitt A = I x e x L / Ua = 8.3 x 0.018 x 1.8 / 0.5 = 0.54 mm2 4. Normquerschnitt gemäss Tabelle 1 = 1 mm2 5. Stromdichte bestimmen, anhand der Tabelle J = I / A > 8.3 A / 1 mm2 = 8.3 A / mm2