Was ist der zulässige Spannungsabfall im Stromkreis?

Der Spannungsabfall in einem Schaltkreis ist die Verringerung der Spannung aufgrund des Vorhandenseins von Widerstand, wenn ein Strom durch ein Kabel oder ein Schaltelement fließt. Die Größe des Spannungsabfalls hängt von der spezifischen Anwendung und den Entwurfskriterien des Schaltkreises ab. Verschiedene Anwendungen und nationale Standards haben unterschiedliche Vorschriften für den zulässigen Spannungsabfall. Im Folgenden finden Sie einige gängige Anforderungen an den Spannungsabfall:

Wohn- und Geschäftshäuser

In der Elektroinstallation von Wohn- und Geschäftshäusern wird in der Regel verlangt, dass der Spannungsabfall die folgenden Standards nicht überschreitet:

• Vereinigte Staaten: Laut dem National Electrical Code (NEC) sollte der empfohlene Spannungsabfall für feste Verkabelungen in Wohn- und Geschäftshäusern nicht mehr als 3 % (für kurze Versorgungswege) oder 5 % (für längere Versorgungswege) betragen.

• Andere Länder: Andere Länder haben ähnliche Bestimmungen, wobei der empfohlene Spannungsabfall in der Regel nicht mehr als 3 % bis 5 % betragen sollte, um sicherzustellen, dass elektrische Geräte unbeeinträchtigt arbeiten können.

Industrielle Anwendungen

In industriellen Anwendungen können die Anforderungen an den Spannungsabfall strenger sein, da industrielle Geräte höhere Anforderungen an die Spannungsstabilität stellen. Zum Beispiel:

• Motoren: Für Industriemotoren sollte der Spannungsabfall in der Regel nicht mehr als 2 % betragen, um sicherzustellen, dass der Motor reibungslos laufen kann und Überhitzungen oder andere Ausfälle aufgrund von Spannungsschwankungen verhindert werden.

• Andere Geräte: Für andere industrielle Geräte können die Anforderungen an den Spannungsabfall variieren, abhängig von den Empfehlungen des Geräteherstellers und den Branchenstandards.

Elektrofahrzeug-Ladestation (EV)

Bei Elektrofahrzeug-Ladestationen sind die Anforderungen an den Spannungsabfall ebenfalls wichtig, um die Effizienz und Zuverlässigkeit des Ladevorgangs zu gewährleisten:

Ladestation: Für Elektrofahrzeug-Ladestationen sollte der Spannungsabfall in der Regel nicht mehr als 2 % betragen, um die Ladeschnelligkeit und den normalen Betrieb der Ladeausrüstung zu gewährleisten.

Kommunikations- und Datennetze

In Kommunikations- und Datennetzen können die Anforderungen an den Spannungsabfall höher sein, um die Integrität der Datentransmission zu gewährleisten:

PoE (Power over Ethernet): Für PoE-Systeme sollte der Spannungsabfall in der Regel nicht mehr als 2 % betragen, um sicherzustellen, dass das entfernte Gerät eine ausreichende Stromversorgung erhält.

Luft- und Raumfahrt

Im Luft- und Raumfahrtsektor können die Anforderungen an den Spannungsabfall strenger sein, um die Flugsicherheit zu gewährleisten:

Avionik: Für Avionik sollte der Spannungsabfall in der Regel nicht mehr als 1 % betragen, um die Zuverlässigkeit und Genauigkeit kritischer Systeme zu gewährleisten.

Berechnungsmethode

Der Spannungsabfall kann mit der folgenden Formel berechnet werden:

Δ V = I * R

• ΔV ist der Spannungsabfall (Volt, V),

• I ist der Strom (in Ampere, A),

• R ist der Widerstand des Kabels (Einheit: Ohm, Ω).

Der Widerstand des Kabels kann über das Material, die Länge und den Querschnitt des Kabels berechnet werden:

R=ρ L/ A

Dabei:

• ρ ist die spezifische Widerstandszahl des Kabelmaterials (Einheit: Ohm · Meter, Ω·m),

• L ist die Länge des Kabels (Einheit: m, m),

• A ist der Querschnitt des Leiters (Einheit: Quadratmeter, m²).

Zusammenfassung

Der zulässige Spannungsabfall hängt von der spezifischen Anwendung und den nationalen Standards ab. Im Allgemeinen sollte der Spannungsabfall nicht mehr als 3 % bis 5 % betragen, um sicherzustellen, dass elektrische Geräte ordnungsgemäß funktionieren. In einigen spezifischen Anwendungen, wie Industriemotoren, Elektrofahrzeug-Ladestationen, Kommunikationsnetze und Luft- und Raumfahrt, können die Anforderungen an den Spannungsabfall strenger sein. Die korrekte Berechnung und Kontrolle des Spannungsabfalls ist sehr wichtig, um die Zuverlässigkeit und Effizienz des Schaltkreises zu gewährleisten. Bei der Schaltungsentwicklung sollte der maximale zulässige Spannungsabfall unter Berücksichtigung der relevanten Standards und Herstelleranforderungen festgelegt werden.