Spannungsabfall-Rechner
20 A durch 50 m Kupferkabel der Größe 12 AWG kosten auf Hin- und Rückweg gut 10 V. Geben Sie AWG-Größe, einfache Länge, Strom und Material ein und erhalten Sie den Spannungsabfall mit jedem Rechenschritt. Kostenlos in Ihrem Browser.
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Rechenbeispiel
- AWG-Leitungsquerschnitt
- 12
- Länge
- 50
- Laststrom in Ampere
- 20
- Leitermaterial: Kupfer
- Copper
- AWG-Nummer
- 12
- L
- 50
- I
- 20
- Resistivität
- 0,0000000168
Ein Spannungsabfall-Rechner beantwortet eine praktische Verdrahtungsfrage: wie viele Volt entlang eines Kupfer- oder Aluminiumkabels einer gegebenen American-Wire-Gauge-Größe, einer Einweg-Laufstrecke und eines Laststroms verloren gehen.
Was Spannungsabfall auf einer Kabelstrecke bedeutet
Jeder reale Leiter hat Widerstand. Wenn Laststrom durch den Hinleiter fließt und über Neutral- oder Rückleiter zurückkehrt, erscheint das Produkt aus Strom und Schleifenwiderstand als Spannungsabfall zwischen Versorgungs- und Lastklemmen. Für einen gleichmäßigen Runddraht ist der Einwegwiderstand R₁ = ρ · L / A, wobei ρ die Materialresistivität in Ohm-Meter, L die Einweglänge in Metern und A die Metallquerschnittsfläche in Quadratmetern ist.
American Wire Gauge (AWG) dimensioniert den Durchmesser: die geschlossene Standardformel d in Millimetern ist 0.127 mal zweiundneunzig hoch (sechsunddreißig minus n) über neununddreißig, mit n von minus drei für vier Nullen (0000 AWG) bis vierzig. Größeres n bedeutet dünneren Draht, höheren Widerstand und mehr Abfall bei gleicher Länge und gleichem Strom. Kupfer bei zwanzig Grad Celsius wird mit ρ = 1.68×10⁻⁸ Ohm-Meter modelliert; Aluminium nutzt 2.65×10⁻⁸.
Dieses Werkzeug ersetzt keine Code-Ampacity-Tabellen, Temperatur-Derating oder dreiphasenspezifische Faktoren; es beantwortet den ohmschen Kernabfall eines einfachen Zwei-Draht-Pfads, damit Sie Kandidaten-Querschnitte vergleichen können, bevor Sie ein volles Design-Tabellenblatt öffnen.
Praktische Tipps, Grenzen und verwandte Suchen
Behandeln Sie die Länge als Einweglauf vom Schaltschrank zur Last; die Formel verdoppelt diesen Pfad bereits für Hin und Rück. Bevorzugen Sie dickere Querschnitte (kleinere AWG-Zahlen), wenn der Abfall einige Prozent der Systemspannung auf langen Außen- oder Scheunenkreisen übersteigt; dieser Rechner nimmt die Systemspannung nicht als Eingabe, berechnen Sie den Prozentanteil also selbst als hundert mal Vd über Versorgungsspannung, wenn Sie einen code-artigen Prozentsatz brauchen.
Aluminium braucht für denselben Abfall einen größeren Querschnitt als Kupfer, weil seine Resistivität höher ist — vergleichen Sie denselben Querschnitt Seite an Seite vor dem Kauf. Querschnitt außerhalb von minus drei bis vierzig wird abgelehnt, damit die AWG-Durchmesserformel im konventionellen tabellierten Bereich bleibt. Null Länge ergibt null Abfall, ein gültiger Randfall für eine Punktlast an der Quelle.
Absoluter Strom wird verwendet, damit ein negatives Vorzeichen auf I keine negative Spannungsgröße erfindet. Bevorzugen Sie diese Fähigkeit, wenn Sie bereits Querschnitt, Laufstrecke, Strom und Metall kennen und nur ohmsches Vd brauchen; wenn Sie nur den Widerstand kennen und R = ρ L / A ohne AWG brauchen, nutzen Sie stattdessen einen eigenen Drahtwiderstands-Rechner.
Anwendungsfälle
Vorprüfung langer Abzweigstromkreise
Elektriker und Heimwerker geben AWG, Laufstrecke, erwarteten Laststrom und Kupfer oder Aluminium ein, um Hin-und-Rück-Volt-Verlust zu sehen, bevor sie einen dickeren Querschnitt wählen.
Skripte zum Zuleitungs-Querschnittsvergleich
Automatisierungsschleifen laufen über Kandidaten-AWG-Größen und Materialien mit gleicher Länge und gleichem Strom und speichern deterministisches Vd für Designnotizen oder Stücklisten.
Häufige Fragen
Warum wird die Länge verdoppelt?
Das Modell nimmt einen Hin-und-Rück-Pfad an (Versorgungs- und Rückleiter). Die Einweglänge L ist der Lauf zur Last; der Schleifenwiderstand ist 2 · ρ · L / A.
Kupfer oder Aluminium — welche Werte werden verwendet?
Feste 20-°C-Resistivitäten: Kupfer ρ = 1.68×10⁻⁸ Ω·m, Aluminium ρ = 2.65×10⁻⁸ Ω·m. Temperatur-Derating liegt außerhalb des Umfangs.
Wie rechne ich den Spannungsabfall in Prozent um?
Teilen Sie den Abfall durch die Versorgungsspannung und multiplizieren Sie mit 100. Der Rechner fragt die Netzspannung nicht ab, dieser letzte Schritt liegt also bei Ihnen; liegt das Ergebnis bei langen Leitungen über wenigen Prozent, wählen Sie einen dickeren Draht.
Bedeutet eine höhere AWG-Zahl einen dickeren Draht?
Nein, umgekehrt. Eine größere AWG-Zahl steht für einen dünneren Draht mit mehr Widerstand und damit mehr Spannungsabfall bei gleicher Länge und gleichem Strom. Kleinere Zahlen bezeichnen dickere Leiter.
Ersetzt das die Tabellen zur Strombelastbarkeit?
Nein. Berechnet wird nur der ohmsche Abfall eines einfachen Zweileiterpfads. Belastbarkeitstabellen der Vorschriften, Temperaturabschläge und Faktoren für Drehstrom müssen Sie weiterhin gesondert prüfen.
Verwandte Tools
Für Entwickler — API-Zugang
Alles auf dieser Seite ist auch per API verfügbar. Dieser Abschnitt richtet sich an Teams, die es in ihre eigenen Systeme einbinden möchten; alle anderen nutzen einfach das Tool oben.
Endpunkt
Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.
Aufruf aus Ihrem Stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/voltage-drop-wire \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"gauge":12,"length":50,"current":20,"material":"copper"}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/voltage-drop-wire", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"gauge": 12,
"length": 50,
"current": 20,
"material": "copper"
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/elec/voltage-drop-wire",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"gauge": 12,
"length": 50,
"current": 20,
"material": "copper"
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/voltage-drop-wire", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"gauge":12,"length":50,"current":20,"material":"copper"}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"gauge":12,"length":50,"current":20,"material":"copper"}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/voltage-drop-wire", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Beispiel-Anfrage
{
"gauge": 12,
"length": 50,
"current": 20,
"material": "copper"
}Beispiel-Antwort
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "elec.voltage_drop_wire",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.
Preis
Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.
Limits
max_abs | 1000000000000 |
gauge_min | -3 |
gauge_max | 40 |
Fehler
| HTTP | Code | Bedeutung |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Der API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer). |
402 | insufficient_balance | Ihr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht. |
404 | unknown_type | Unbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog. |
429 | rate_limited | Zu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt. |
Technische Hinweise
Geben Sie AWG-Querschnitt, Länge in Metern, Strom in Ampere und Material ein; das Werkzeug mappt den Querschnitt auf den Leiterdurchmesser mit der Standard-AWG-Formel, bildet den Querschnitt, wendet die feste 20-°C-Resistivität von Kupfer oder Aluminium an und liefert den Hin-und-Rück-DC- oder Einphasen-Abfall Vd = 2 · |I| · ρ · L / A plus Zwischenwiderstand, Fläche, Durchmesser und schrittweise Substitution. Negative Länge wird mit invalid_input abgelehnt, weil ein physischer Kabelweg keine negativen Meter haben kann.
Was Spannungsabfall auf einer Kabelstrecke bedeutet
Hin-und-Rück-DC- und Einphasen-Modelle verwenden den doppelten Widerstand, weil Versorgungs- und Rückbeine beide mit der Last in Reihe liegen, sodass Vd = 2 · |I| · R₁ bzw. Vd = 2 · |I| · ρ · L / A.
Wie Sie die API aufrufen und was zurückkommt
Senden Sie einen JSON-Body mit vier Pflichtfeldern: gauge (Aliasse awg, wire_gauge, size) als endliche AWG-Zahl zwischen minus drei und vierzig einschließlich; length (Aliasse L, len, wire_length, run_length) als nichtnegative Meter; current (Aliasse I, i, amperage, amps) in Ampere; und material (Aliasse conductor, metal, wire_material) als copper, cu, aluminum, aluminium oder al. Absolute Werte numerischer Felder müssen innerhalb des veröffentlichten Eine-Billion-Limits bleiben, damit Zwischenprodukte in IEEE-Doppelpräzision auf dem Worker und im Browser endlich bleiben. Negative Länge ist immer invalid_input. Bei Erfolg gibt die Antwort gerundete gauge, length, current und normalisiertes material zurück; setzt diameter_m und area_m2 aus der AWG-Geometrie; setzt resistivity und rho auf die Materialkonstante; R_one_way und R_loop auf Einweg- und Schleifenwiderstände in Ohm; voltage_drop und Vd auf denselben gerundeten Abfall in Volt; formula und equation auf die geschlossene Form und die substituierte Zeile; Einheits-Tags für Volt, Ohm, Meter, Ampere und Quadratmeter; message auf eine kurze englische Zusammenfassung; und steps auf ein geordnetes Array von Geometrie- und Substitutionszeilen, die Sie in Tests asserten können. Fehlgeschlagene Validierung — fehlende Felder, nicht-endliche Zahlen, out-of-range gauge, nicht unterstütztes Material oder negative Länge — liefert invalid_input und wird nie berechnet. Der Preis ist pauschal $0.002 pro erfolgreicher Anfrage mit Einheit item und marginalem Stückpreis null.
Praktische Tipps, Grenzen und verwandte Suchen
Beim Lehren oder Testen paaren Sie Beispiele: zwölf AWG Kupfer bei fünfzig Metern und zwanzig Ampere für eine typische Abzweigskizze; zehn AWG Aluminium bei hundert Metern für einen längeren Zuleitungsvergleich; und eine absichtlich negative Länge, um den harten invalid_input-Pfad zu zeigen. Diese Landing zielt auf Personen, die online nach Spannungsabfall-Rechner, AWG-Draht-Spannungsabfall oder Kupfer-Aluminium-Kabelabfall suchen; sie ist keine Ampacity-Tabelle, kein Dreiphasen-Leistungsfaktor-Werkzeug und kein volles NEC-Design-Arbeitsblatt. Fehlgeschlagene Tasks mit invalid_input verbrauchen kein vorausbezahltes Guthaben, was explorative Skripte beim Abtasten von Randfällen günstig hält.
Integrationsbeispiele
Unterrichts- und Unit-Test-Fixtures
Lehrkräfte und Coding-Kata-Autoren erzeugen bekannte gute Spannungsabfall-Fälle plus absichtliche Ablehnungen negativer Länge für Arbeitsblätter und Golden-Tests.
Technische Fragen
Wie wird der Spannungsabfall berechnet?
AWG-Querschnitt mappt auf den Durchmesser mit d_mm = 0.127 × 92^((36−n)/39), Fläche A = π(d/2)², dann Hin-und-Rück Vd = 2 · |I| · ρ · L / A mit Kupfer- oder Aluminium-Resistivität bei 20 °C.
Was passiert bei negativer Länge?
Negative Länge ist für einen Kabelweg unphysikalisch. Die API liefert invalid_input und berechnet die Anfrage nicht.
Ist der Spannungsabfall-Rechner kostenlos?
Das Browser-Werkzeug ist kostenlos und läuft lokal. API-Aufrufe nutzen vorausbezahltes KIT-Guthaben zu $0.002 pro erfolgreicher Anfrage; fehlgeschlagene Tasks werden nie berechnet.