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Spannungsfall berechnen — Rechner für %, Volt und Watt

Spannungsfall berechnen: ΔU = (2 · ℓ · I · cos φ) / (κ · A) bei Wechselstrom, bei Drehstrom steht √3 statt 2; geteilt durch die Nennspannung ergibt sich der Wert in Prozent. 16 A über 20 m Kupfer 2,5 mm² ergeben laut Rechnung 5,5 V (2,4 %) bei 230 V und 4,7 V (1,2 %) bei 400 V (κ = 46,8 m/(Ω·mm²) bei 70 °C). Vom Hausanschlusskasten bis zum Gerät sind in Deutschland höchstens 4 % vorgesehen (DIN VDE 0100-520). Der Rechner liefert dazu Volt, Prozent und die Verlustleistung in Watt.

Spannungsfall-Diagnose

Kabel bereits verlegt? Prüfen Sie hier, ob Ihr vorhandenes Kabel für den geplanten Verbraucher ausreicht.

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1. Ihr vorhandenes Kabel — welcher Querschnitt?

max 5.000 mmin 0,1 m
m
1 m100 m

Laut Berechnung unkritisch

NYM-J 5×2,5 mm² kommt bei 20 m und 16,0 A auf 1,2 % Spannungsfall — bis 3 % bleibt Reserve im 4-%-Budget der DIN VDE 0100-520 (Hausanschlusskasten bis Verbraucher). Der Spannungsfall hält bis rund 51 m unter 3 % und bis 68 m unter 4 %; thermisch trägt das Kabel laut Modell rund 20,2 A (Verlegeart B2, 30 °C).

Spannungsfall

1,2%
Unkritisch — bis 3 %
Absolut
4,74 V
Nennspannung
400 V
Strom
16,0 A
Querschnitt
2,5 mm²
Belastbarkeit (B2)
20,2 A
Verlustleistung
131 W
Max. Länge bis 3 % / 4 %
51 / 68 m
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Orientierungshilfe · Prüfung durch Elektrofachkraft erforderlich Mehr →

Material für diese Berechnung

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Typische Komponenten für diese Berechnung, keine technische Empfehlung. Marke und Modell wählt die ausführende Fachkraft.

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Typische Beispiele und Anwendungsfälle

Spannungsfall bei 20 m Leitungslänge für die häufigsten Lastfälle — klicken für Längen-Matrix und Querschnitts-Vergleich der jeweiligen Anwendung.

Anwendung Kabel Strom ΔU bei 20 m Status
Wallbox 11 kW NYM-J 5×2,5 mm² 16 A 1,2 % Unkritisch (≤ 3 %)
Wallbox 22 kW NYM-J 5×6 mm² 32 A 1,0 % Unkritisch (≤ 3 %)
Elektroherd NYM-J 5×2,5 mm² 16 A 1,1 % Unkritisch (≤ 3 %)
Durchlauferhitzer 21 kW NYM-J 5×6 mm² 30 A 0,9 % Unkritisch (≤ 3 %)
Wärmepumpe 9 kW NYM-J 5×2,5 mm² 13,7 A 1,0 % Unkritisch (≤ 3 %)
CEE 32 A Industrie H07RN-F 5×6 mm² 32 A 0,9 % Unkritisch (≤ 3 %)
CEE 63 A NYY-J 5×16 mm² 63 A 0,7 % Unkritisch (≤ 3 %)
CEE 125 A NYY-J 5×50 mm² 125 A 0,5 % Unkritisch (≤ 3 %)
Steckdose 16 A NYM-J 3×2,5 mm² 16 A 2,4 % Unkritisch (≤ 3 %)
Gartenhaus-Zuleitung NYY-J 5×2,5 mm² 11,2 A 0,8 % Unkritisch (≤ 3 %)
Sauna 9 kW NYM-J 5×2,5 mm² 13 A 1,0 % Unkritisch (≤ 3 %)
Klimaanlage (Split) NYM-J 3×2,5 mm² 12,1 A 1,6 % Unkritisch (≤ 3 %)
Poolpumpe NYY-J 3×2,5 mm² 3,8 A 0,5 % Unkritisch (≤ 3 %)
CEE 16 A Camping H07RN-F 3G2,5 mm² 16 A 2,4 % Unkritisch (≤ 3 %)

Wie lang darf die Leitung maximal sein?

Maximale einfache Leitungslänge in Metern, bis der Spannungsfall des Stromkreises 3 % (Reserve für die Hauptleitung) bzw. das ganze 4-%-Budget nach DIN VDE 0100-520 (Hausanschlusskasten bis Verbraucher) erreicht — berechnet aus der Spannungsfall-Formel für Cu-Leiter bei 70 °C, cos φ = 1.

Querschnitt 16 A · 1~ · 3 % 16 A · 1~ · 4 % 16 A · 3~ · 4 % 32 A · 3~ · 4 %
1,5 mm² 15 m 20 m 41 m 20 m
2,5 mm² 25 m 34 m 68 m 34 m
4 mm² 40 m 54 m 108 m 54 m
6 mm² 61 m 81 m 162 m 81 m
10 mm² 101 m 135 m 270 m 135 m
16 mm² 162 m 215 m 432 m 216 m

Rechenwerte aus dem eigenen physikalischen Modell (einfache Länge, Hin- und Rückleiter berücksichtigt). Die 4 % gelten für die ganze Strecke ab Hausanschlusskasten — der Anteil der Hauptleitung geht davon ab. Die thermische Belastbarkeit nach Verlegeart begrenzt zusätzlich: 32 A auf 2,5 mm² sind unabhängig von der Länge zu viel. Der Kabelquerschnitt-Rechner prüft beide Kriterien für Ihre konkrete Kombination.

Berechnungsgrundlage

Wann diesen Rechner nutzen? Wenn Sie bereits eine Leitung verlegt haben und prüfen wollen, ob sie für einen neuen Verbraucher (z.B. eine Wallbox) ausreicht. Für die Neuauslegung (welches Kabel brauche ich?) → Kabelquerschnitt-Rechner nutzen.

Unser Modell nutzt die temperaturabhängige Leitfähigkeit κ(T) = κ(20) / (1 + α · (T − 20)) und rechnet standardmäßig bei 70 °C Leitertemperatur — der typische Wert für PVC-isolierte Leiter unter Volllast.

Wie berechnet man den Spannungsfall?

Bei 1-phasigem Wechselstrom (z.B. Steckdosenkreis) gilt ΔU = (2 · ℓ · I · cos φ) / (κ · A) — mit Leitungslänge ℓ (m, einfacher Weg), Strom I (A), Leistungsfaktor cos φ (ohmsche Lasten = 1), Leitfähigkeit κ (Cu = 56 m/(Ω·mm²) bei 20 °C, 46,8 bei 70 °C) und Querschnitt A (mm²). Bei 3-phasigem Wechselstrom wird der Faktor 2 durch √3 ersetzt und das Ergebnis auf die Außenleiterspannung (400 V) bezogen; bei reinem Gleichstrom entfällt cos φ. Ab 25 mm² rechnet der Rechner zusätzlich den induktiven Blindwiderstand der Leitung ein (ΔU = k · ℓ · I · (R′ · cos φ + X′ · sin φ)).

Beispiel: Wallbox 11 kW bei 20 m und 2,5 mm² Cu (3-phasig, 400 V, cos φ = 1, κ = 46,8 m/(Ω·mm²) bei 70 °C): ΔU = (√3 · 20 · 16 · 1) / (46,8 · 2,5) ≈ 4,74 V ≈ 1,18 % der 400-V-Außenleiterspannung. Das liegt unter 3 % und lässt laut Rechnung Reserve für die Hauptleitung. Der Rechner oben übernimmt diese Berechnung temperatur-korrekt für jede Längen- und Querschnitts-Kombination.

Spannungsfall, Spannungsabfall, Spannungsverlust — gibt es einen Unterschied?

Nein, die drei Begriffe meinen dasselbe physikalische Phänomen: den Spannungsverlust entlang einer stromdurchflossenen Leitung, hervorgerufen durch den ohmschen Widerstand der Adern. Spannungsfall ist der Begriff der DIN VDE 0100-520 und die gebräuchlichste Form in der Elektriker-Praxis, Spannungsabfall wird in Lehre und Umgangssprache verwendet, Spannungsverlust kommt häufiger in Datenblättern und Kabel-Herstellertexten vor. Formel, Messmethode und Grenzwerte sind identisch — der Begriff ist Geschmackssache.

Wie viel Spannungsfall ist bei 230 V und 400 V zulässig?

In Deutschland setzt DIN VDE 0100-520 (Abschnitt 525) vom Hausanschlusskasten bis zum Anschlusspunkt des Verbrauchers höchstens 4 % der Nennspannung an — bei 230 V Wechselstrom sind das 9,2 V, bei 400 V Drehstrom 16 V zwischen den Außenleitern, für Licht und Geräte gleichermaßen. Die international genannten Werte 3 % für Licht und 5 % für Geräte (IEC-Anhang G) gelten in Deutschland nicht. Das Budget teilen sich Hauptleitung, Zählerplatz und Endstromkreis; dieser Rechner stuft einen Stromkreis bis 3 % als unkritisch ein, zwischen 3 und 4 % als knapp. Wird das Budget überschritten, sinken Wirkungsgrad und Anlauf-Drehmoment bei Motoren, Leuchten flackern, und Wechselrichter (PV, Wallbox) drosseln. Für Wohngebäude nennt DIN 18015-1 weitere Planungswerte.

Fachbegriffe in diesem Text

Häufige Fragen

Fachliche Details zu dieser Berechnung

Wie viel Spannungsfall hat ein 16-A-Stromkreis mit 1,5 mm² auf 20 m?
Rechnerisch rund 9,1 V, also 3,96 % von 230 V (Kupfer, 70 °C Leitertemperatur, cos φ = 1). Das liegt zwischen 3 und 4 % und schöpft das Budget fast allein aus. Mit 2,5 mm² sinkt der Wert auf 2,4 %, weil der Spannungsfall umgekehrt proportional zum Querschnitt ist.
Wie berechnet man die Leitungsverluste?
Mit P_v = I² · R, wobei bei Wechselstrom R = 2 · ℓ / (κ · A) für Hin- und Rückleiter gilt. 16 A über 20 m Kupfer 2,5 mm² ergeben laut Rechnung 87,5 W, bei Drehstrom über drei Außenleiter (R = 3 · ℓ / (κ · A)) 131,3 W. Der Widerstand sinkt umgekehrt proportional zum Querschnitt, doppelter Querschnitt halbiert also die Verluste; mit 1,5 mm² wären es einphasig 145,9 W. Die Wärme fällt bei Dauerlast (Wallbox, Wärmepumpe) übers Jahr als Stromkosten an.
Warum ist der Spannungsfall bei Drehstrom prozentual kleiner?
Zwei Effekte wirken zusammen: Der Faktor √3 ≈ 1,73 ersetzt die 2 für Hin- und Rückleiter, und bezogen wird auf 400 V statt 230 V. Bei 16 A, 20 m und 2,5 mm² Kupfer sind es einphasig 2,4 %, dreiphasig 1,2 % — obwohl jeder Außenleiter denselben Strom führt.

Weitere Rechner

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