Spannungsabfall

Diskutiere Spannungsabfall im Elektro 1 Forum im Bereich Haustechnik; Hi, ich wollte mal fragen, wie man den Spannungsabfall berechnet. Nach R=U/I kann man ja umformen auf U=R*I, also maximale Stromstärke (in der...

  1. #1 Baumeister70, 21. Juni 2008
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    Hi, ich wollte mal fragen, wie man den Spannungsabfall berechnet.

    Nach R=U/I kann man ja umformen auf U=R*I, also maximale Stromstärke (in der E-Installation die Absicherung, oder?) multipliziert mit dem Widerstand der Leitung. Kann man diese einfache Formel auch für Wechselstrom bzw. ganz genau für 230V AC verwenden???

    Und wie kann man den Widerstand einer Kupferleitung berechnen?
    Würde folgendes funktionieren
    Nach R=Ro*(l/A), für
    l : Länge der Leitung*2 (da L und N)
    A: Querschnitt der Leitung
    Ro : Material-/Proportionalitätskonstante

    Kann man das so machen?
    Dann könnte man ja Ro*(l/A) für R in die obige Formel einsetzen, ...

    Oder funktioniert das bei Wechselstrom anders als bei Gleichstrom?
    Wenn ja, wie?

    mfg
     
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  3. R.B.

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    Spannungsabfall kommt in den Mülleimer. :biggthumpup:

    Bei Wechselstrom kommt noch der cos phi zum Tragen. Bei ohmschen Verbrauchen (cos phi = 1) entfällt das natürlich.

    Wenn man´s ganz genau machen möchte, müßte man auch die Temperatur berücksichtigen, und bei sehr langen Leitungen auch die Induktivität bzw. Kapazität.

    Hier ein pdf zum Lesen. Vielleicht ist etwas Interessantes dabei.

    http://www.mkfgf.de/Leitungsberechnung.pdf

    Gruß
    Ralf
     
  4. #3 Baumeister70, 21. Juni 2008
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    danke, ich hab jetzt wieder folgendes gefunden:

    R(Leitung)=[(2*L)/(K*A)] * (1+alpha*deltaT)

    mit
    L: Länge der Leitung
    K: elektr. Leitfähigkeit; bei Kupfer K=56 m/(mm^2*Ohm)
    alpha: Temperaturkoeffizient, bei Kupfer 3,9*10^-3 1/K
    deltaT: maximale Temperatur, auf die diese Leitung ausgelegt ist, wegen der Sicherheit noch 10K addiert; bei normaler NYM: deltaT=60K


    auf Seite 23 der obigen PDF ist auch ein BSP dazu.
    Da heißt es dann, im Kurzschluss wäre ein Leitungswiderstand von 1,17Ohm vorhanden.

    Was muss man dann mit diesem Wert machen? Kann man sagen: Abfallspannung=R*abgesicherte Stromstärke?

    Und warum gibt es so viele verschiedene Rechenwege dazu?
    Und ist cos phi nicht immer 1???

    Vielen Dank für die Antwroten :bounce:
     
  5. Jonny

    Jonny

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    Oh mann,

    kauf dir mal ein Fachbuch Elektrotechnik :biggthumpup:

    Also deine 'neue' Formel ist im prinzip dasselbe wie deine erste Formel nur wird hier mit dem kehrwert gerechnet!
    0,017 ohm*mm²/m = 1/56 m/ohm*mm²
    einfach mal ausführlich, mit den Einheiten aufschreiben!
    alles klar? :D
    was du jetzt noch mit reingebracht hast, ist eine Korrektur für die temperatur, wie ralf schon schrieb, braucht man wenn's genauer werden soll da ja der Widerstand einer leitung temperaturabhängig ist.

    Rechne mal ein paar Beispiel und vergleich die Ergebnisse, dann kriegt man ein Gefühl für die Zahlen.

    zum cos phi,
    bei ohmschen Verbrauchern ist der immer 1, richtig
    aber sobalds kapazitiv (Kondensator) oder induktiv (Spule,Motor) wird weicht er meist deutlich ab von 1.
    Bsp. mit leistungen
    motor zieht 10A Strom und hängt an 230V, welche leistung hat er?
    einfach: P=U*I -> 10A* 230V = 2300W
    oder?
    Jein!
    die 2300W (früher schrieb man hier VA) sind die sog. Scheinleistung, die wahre leistung was er bringen kann erhält man wenn man den cos phi mit einrechnet.
    also P = U * I * cos phi ---> 230V * 10 A * (angenommen:) 0,7 = 1610W

    cos phi beschreibt sozusagend den Teil des Stroms der für den Aufbau des magnetfelds gebraucht wird und somit nicht am Antrieb des Motors mitwirken kann. einfach umschrieben.

    bei der einfachen Leitungsberechnung kann man ihn mit 1 annehmen wenn man Motore an den Leitungen mit dem Nennstrom einrechnet.
    bsp. spannungsfall an einem 1,5mm² mit 100m wenn ein Motor mit folgenden Daten betrieben wird : P=1,6Kw U=230V I=10A cos phi=0,7
    wenn man die Leitung jetzt mit I=10A berechnet passt das ergebniss, nimmt man eine Formel in die man die leistung einsetzen muss, muss man den cos phi mit einrechen da P (eta vernachlässigt!) nicht die Scheinleistung sondern die Wirkleistung ist!

    Grüsse
    Jonny
     
  6. R.B.

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  7. Jonny

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    trotzdem, noch einen Nachtrag

    das rho ist der spezifische Widerstand in (ohm*m)/mm²
    sein kehrwert ist die spezifische Leitfähigkeit kappa in mm²/(ohm*m)
    genauso verhält es sich auch mit den Widerständen, Der Widerstand R in ohm und sein Kehrwert die Leitfähigkeit 1/R in Siemens , daher auch die nicht mehr so geläufige Aussage " Parallelschaltung von Widerständen rechnet man mit den Leitwerten"

    Grüsse
    Jonny
     
  8. #7 Baumeister70, 22. Juni 2008
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    ok, danke
    Ist doch nicht so einfach :mauer

    mfg
     
  9. Jonny

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    Ach, komm
    einfach mal anpacken!
    learning by doing


    Grüsse
    Jonny
     
  10. Julius

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    Ist doch nur ne simple Reihenschaltung von Widerständen...
     
  11. #10 Baumeister70, 22. Juni 2008
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    das was ich bisher geschrieben habe verstehe ich schon.

    Nur in dem PDF sind so viele andere Kriterien für den Spannungsabfall...

    mfg
     
  12. R.B.

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    Sorry, ich wollte die Sache nicht unnötig kompliziert machen. Du bist doch auf dem richtigen Weg. Das ohmsche Gesetz gilt immer. :biggthumpup:

    Das mit den "anderen" Kriterien ist nur eine Frage der Genauigkeit. Für die tägliche Praxis hat das kaum Bedeutung.

    Und die Leitwerte, grob gesagt ist das nur eine Rechenerleichterung damit man bei Parallelschaltungen nicht soviel mit Brüchen hantieren muß, was insbesondere bei komplexen Zahlen fehlerträchtig ist. Ja, es gab mal eine Zeit, da mußte man so etwas noch mit Papier, Bleistift, und Rechenschieber rechnen.

    Gruß
    Ralf
     
  13. Pfriem

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    Da winkt jetzt aber der nächste Nobelpreis :shades
     
  14. Jonny

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    ehrlich??? :D
     
  15. R.B.

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    Für unseren Baumeister70 oder für Jonny?

    Ich buch´ schon mal den Flug nach Stockholm, und wenn kein Platz mehr frei ist, dann fahre ich eben mit dem Auto. Jonny mit Anzug und Fliege um den Hals, das lasse ich mir nicht entgehen.

    Gruß
    Ralf
     
  16. Pfriem

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    Den diesjährigen Nobelpreis für Physik erhält Jonny für die Entdeckung des KMS.( Kein Magnetfeld Strom) Dieser Strom tropft am Motor herunter anstatt durch die Wicklungen zu fliessen um dort ein Magnetfeld zu erzeugen.

    PS:
    Ist schon lustig wie ein Sachverhalt erst verkompliziert wird, um dann so stark vereinfacht erklärt zu werden(schon klar warum), dass einem die Spucke wegbleibt.
     
  17. Jonny

    Jonny

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    Du hast's aber schon kapiert?
    Dann erklär mal!

    Aber vorher muss ich doch noch mein Aussage etwas revidieren.
    bevor hier wieder jemand die Goldwaage auspackt.


    Grüsse
    Jonny
     
  18. Pfriem

    Pfriem

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    Nix Goldwaage, war auch gar nicht böse gemeint, solche Erklärungen die auch völlig falsch verstanden werden können, passieren halt oft wenn man einen Sachverhalt einem Laien so anschaulich wie möglich erklären will.

    In diesem Fall...
    ...könnte man als Laie halt daraus schliessen, dass es auch Strom gibt der kein Magnetfeld erzeugt und dafür gäbe es sicher den Nobelpreis. Aber ich weis schon was du gemeint hast. Warum denken blos alle Experten hier man wollte ihnen was böses? Du hast von Elektrik sicher hundertmal mehr Ahnung als ich.

    Es stellt sich aber auch die Frage warum überhaupt Sachen wie cos phi angesprochen wurden. Die Frage war von einem Schüler!! Es ging um Spannungsabfall am Kabel, da ist es völlig egal ob der Strom sehen kann oder blind ist. Ein Strom I_Kabel erzeugt U_Kabel=I_Kabel*R_Kabel die Phasenlage ist da wurst. Erst wenn man auf die Idee kommt aus der Leistung eines angeschlossenen Verbrauchers I_Kabel zu berechnen, dann kann man unter bestimmten Bedingungen mit cos phi was anfangen, aber das war gar nicht die Frage.
    Hoffentlich kommt jetzt keiner mit der HF-Ersatzschaltung von NYM-irgendwas um U=I*R zu wiederlegen. :angel:

    Ja, ist zwar schon einige Jahre her, aber ich war nicht immer im Bereich DSP, FPGA und industrieller BV unterwegs, sondern habe auch mal Frequenzumrichter Schaltnetzteile und ähnliches Zeugs entwickelt. Wenn auch weniger die Standardteile sondern mehr Sachen wie z.B. (Serien)resonanzwandler.
     
  19. Jonny

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    :biggthumpup:
    Dann können wir ja die Goldwaage wieder einpacken.

    :konfusius
    Jonny
     
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  21. #19 Baumeister70, 24. Juni 2008
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    Auch wenn man anfangs meinen könnte, ich bräuchte die Antwort für eine Physikhausaufgabe, ist dies nicht der Fall :bounce: .

    Mich interessiert es einfach:28:

    Und neulich hab ich nachgedacht, ob man die ganz einfachen, billigen Rauchmelder mit 9V-Blockbatterien und 2-Draht vernetzung untereinander auch von einem zentralen Trafo im Haus mit Strom versorgen könnte. Das einzige Problem, das mit dabei einfiel ist der Spannungsabfall an einer dünnen Steuer-/Telefon-/Datenleitung.

    Ich würde das ganze so rechnen:
    Leitungslänge=25m, ==>l=2*25m=50m
    Leitungsquerschnitt A=0,6 mm²
    Spannung U=9V (DC)
    Material-/Proportionalitätskonstante Ro(Cu)=0,0178 (Ohm*mm^2)/m

    Jetzt erst mal den Widerstand ausrechnen:
    R=Ro*(l/A)=1,483Ohm

    Dann daraus die Spannung, die an diesem Widerstand "abfällt":
    R=U/I
    U(Spannungsabfall)=R*I;

    Da ich jedoch keine konkrete Stromstärke habe, kann ich hier nicht weiterrechnen, aber mal angenommen, so ein Teil frisst 10mA

    U(Spannungsabfall)=R*I=1,483Ohm*0,01A=0,001483...V.

    U=9V-0,001483...V=8,99V

    Kann das wirklich stimmen oder ist ein Stromverbrauch eines Rauchmelders wirklich so gering? Man kann ja mal annehmen, im Alarmfall braucht er 0,8A

    Abfallspannung:1,19V
    Würde das für den Signalgeber (akustisches Signal) ausreichen? Ich meine schon.

    mfg
     
  22. R.B.

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    Die Stromaufnahme wird im stand-by noch deutlich niedriger liegen, sonst wäre Deine Batterie innerhalb von Stunden leer. Die halten aber nachweislich viele Monate, je nach Typ auch über ein Jahr.

    Im Alarmfall, und das hast Du richtig erkannt, ist die Stromaufnahme viel höher. Glücklicherweise wird gepulst, so daß der Alarm nicht innerhalb von Sekunden die Batterie leert.

    Schaut man sich die Entladkurve einer 9 Blockbatterie an, dann dürften die 1V gerade noch zu verschmerzen sein. Sprich, das Ding sollte auch mit der langen Leitung (noch 8V am Rauchmelder) funktionieren.

    So ein Rauchmelder hat eine bestimmte Toleranz für die Eingangsspannung. Somit könnte man bei einer Speisung über ein Netzteil die Spannung etwas höher wählen, dann wäre man auch im Alarmfall immer auf der sicheren Seite.

    Gruß
    Ralf
     
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