Leitungsquerschnitt über den Spannungsfall
Jede Leitung hat einen Widerstand. Bei Hin- und Rückleitung fällt über beiden Leitern Spannung ab — das ist der Spannungsfall ΔU. Der Widerstand sinkt mit größerem Querschnitt, deshalb ergibt sich der kleinste zulässige Querschnitt, indem die Formel nach A aufgelöst wird:
A = (2 · L · I) / (κ · ΔU)
- A
- Leitungsquerschnitt in mm²
- L
- einfache Leitungslänge in Metern (der Faktor 2 steht für Hin- und Rückleitung)
- I
- Betriebsstrom in Ampere
- κ
- Leitfähigkeit des Leiters, für Kupfer 58 m/(Ω·mm²) bei 20 °C
- ΔU
- zulässiger Spannungsfall in Volt
Für das 12-V-Bordnetz rechnet der Planer mit 3 % von 12 V, also 0,36 V. Für empfindliche Verbraucher — Kompressor-Kühlschrank, Funkgerät, Laderegler — ist die 2-%-Grenze die bessere Zielmarke; sie liegt bei 0,24 V und wird in Tabellenwerken häufig auf 0,25 V gerundet. Der Unterschied ist erheblich: 10 A über 5 m ergeben mit 3 % einen Querschnitt von 4,79 mm² (gewählt: 6 mm²), mit 2 % von 7,19 mm² (gewählt: 10 mm²).
Zur Leitfähigkeit gibt es zwei gebräuchliche Zahlen: κ = 58 m/(Ω·mm²), der Kehrwert des spezifischen Widerstands ρ = 0,0175 Ω·mm²/m, und κ = 56 m/(Ω·mm²) in älteren Tabellen. Beide beschreiben dasselbe Kupfer bei 20 °C; mit 56 statt 58 wächst der gerechnete Querschnitt um rund 3,6 %. Der Planer rechnet mit 58 m/(Ω·mm²) und damit auf der knapperen Seite — wer auf Nummer sicher gehen will, wählt die nächstgrößere Normstufe.