Dimensionierung des Kabelquerschnittes und Spannungsverlustes an Bord

Die häufigste Schadensursache an Bord sind Brände, verursacht durch falsch dimensionierte Kabel. Vielleicht hilft diese online-Berechnung, solche Fehler zu vermeiden. Je mehr Strom fliessen soll und je länger das Kabel sein muss, umso grösser muss der Querschnitt sein. Versuchen Sie mal das folgende Skript oder die Formel ganz unten.

Bordspannung Volt   Strom      Ampere Verbrauch Watt      Kabel Länge  (Meter)* Querschnitt mm2      Leitungswiderstand  Ohm Spannungsabfall Volt Verlust Watt Wirkungsgrad in % * (bei zweiadrigen + / - Kabeln die doppelte Länge Hin-und Rückweg eintragen!)

Alle Werte werden automatisch berechnet. Sobald Sie für die Kabellänge einen Wert größer als 0.00 m (mit Dezimalpunkt) eingeben, wird der Leitungswiderstand und der daraus resultierende Spannungsabfall sowie der Verlust berechnet. Wählen Sie einen größeren Leitungsquerschnitt, wenn die Stromdichte zu groß ist, oder wenn der Wirkungsgrad unterhalb von 95 % sinkt. Wenn auch das graue Feld "OK" zeigt, ist der Querschnitt richtig dimensioniert. (die grauen Felder können nicht verändert werden)

Im Handel erhältliche Querschnitte in mm^{2
 0,5 - 0,75 - 1,0 - 1,5 - 2,5 - 4,0 - 6,0 - 10 - 16 - 25 - 35 - 50 - 70 - 95 - 120} 


Beispiel 1:
Die maximale Länge eines Verlängerungskabels für 230 Volt bestimmen:
Geben Sie oben für Volt 230 ein. Sie können dann leicht nachweisen, dass eine Kabeltrommel mit einer Länge von 50 Metern Kabel mit einem Querschnitt von 1.5 mm² bei einem Strom von 10 Ampere immerhin noch einen Wirkungsgrad von 94.84 % hat. Vergessen Sie bei der Eingabe der Länge nicht, dass 50 Meter Kabel einer Leiterlänge von 100 Meter entsprechen, weil die Hin und Rückleitung bei ZWEIADRIGEM Kabel berücksichtigt werden muss. Jetzt ergibt sich für den Verlustl ein Wert von 118.67 Watt. Deshalb soll man eine derart belastete Kabeltrommel nicht im aufgerollten Zustand betreiben!

Beispiel 2:
Verlust einer 10 Meter langen 1.5 mm² Kupferleitung für einen 120 W Stromabnehmer (Pumpe) berechnen:
120 W Gesamtleistung erfordern einen Strom von 120 W / 12 V = 10.00 A.
Der Leitungswiderstand einer 10 Meter langen Kupferleitung mit einem Querschnitt von 1.5 mm² beträgt 0.12 Ohm.
Bei einer Stromstärke von 10 A ergibt sich damit ein Spannungsabfall an der Leitung von 0.12 Ohm mal 10.00 A = 1.2 Volt.
Damit stehen der Pumpe tatsächlich nur 12 V - 1.2 V = 10.8 V zur Verfügung.
Damit kann die Pumpe auch nur 10.8 V mal 10 A = 108 Watt Leistung abgeben.
Es werden 12 Watt der wertvollen elektrischen Energie aus der Batterie beim Betrieb der Pumpe in der Zuleitung in ungewünschte Wärme umgewandelt und damit verschenkt. 12 Watt Verlustleistung sind 10 % der gesamten Leistung.
10 % Verluste sind gleichbedeutend mit einen Wirkungsgrad von 90 %. Dieser Wirkungsgrad wird bei Auslegung von elektrischen Kabeln zu Grunde gelegt. In der Regel ist das Ziel einen Wirkungsgrad von 95 % oder mehr erreichen.

Wer lieber die zugrunde liegende Formel wissen möchte:
Der erforderliche Leitungsquerschnitt, bei dem der zulässige Spannungsabfall nicht überschritten wird, errechnet sich nach folgender Gleichung mit der Konstante 56 = Leitwert von Kupfer. :

erforderlicher Leitungsquerschnitt (mm²) =

2x Kabellänge (m) x Stromaufnahme (A)
________________________________ (geteilt durch)
56 x zulässiger Spannungsabfall  

Beispiel 3:
Ankerwinde mit 70 A Stromaufnahme, Batterien 10 m entfernt:
Leitungsquerschnitt= (2x10mx70A)/(56x0,84V)= 29,76 ==> zu wählender Leitungsquerschnitt: 35 mm²
Das Ergebnis wird auf den nächst grösseren genormten Kabelquerschnitt aufgerundet.

Und zu guter Letzt noch die Berechnung des Kabelquerschnittes, wenn man mit der Schieblehre den Durchmesser bestimmt hat:
π (Pi) mal r² (radius zum quadat)    
Beispiel: ein Kabel hat 12mm Kupferkern (Radius r = 6), dann ist der Querschnitt    π mal 6²   =    3,1415 x 36 = 113