Elektrische Frage?
Wollte fragen ob 10A 230v einen gleich großen leiterquerschnitt benötigt wie 10A 30V.
Das ist nur eine theoretische Frage.
8 Antworten
Was den Mindestquerschnitt für die rein thermische Auswirkung auf den Leiter angeht, so sind diese vergleichbar. Wenn es aber auch um Verlustreduzierung geht, so ist bei niedriger Spannung der Querschnitt wesentlich zu erhöhen, um den prozentualen Verlust gleichzusetzen.
Leider unkorrekt, wenn du ac mit dc vermischst. Bevor wir hier alle wunderbar laienhaft oberflächlich über second- und third-Order-Effekte reden, die gar nicht gefragt waren, solltest du dich daran erinnern, dass die Induktivität oft den begrenzenden Faktor darstellt - bei dc eher irrelevant.
Bei AC 50Hz und den Strömen, die maximal im Haushalt fließen, ist das zu vernachlässigen.
Bleiben wir mal beim Haushalt (wo haben wir da die 30V, das war der Ausgangspunkt der Erbsenzählerei hier):
Schade, dass du Anlaufprobleme mit einphasigen Kompressoren sowie elektrischen Rasenmähern aufgrund des induktiven Anlaufstroms einfach so ignorierst - mangelnde Praxis?
Wie weit wollen wir das inzwischen Besserwisser-Quiz hier noch treiben? Statt mal ein Kompliment an den Fragesteller auszuteilen kommt nur .... (Vermeidung einer Sperrung) .....
Machs mal gut.
10A bei 230V Wechselspannung mit 50 Hz bedingen in der Praxis einen gleich großen Kabelquerschnitt wie 10A bei 30V Gleich- oder Wechselspannung.
Wie weit wollen wir das inzwischen Besserwisser-Quiz hier noch treiben?
Das mit der Besserwisserei war dein Beitrag mit dem Hinweis auf second- und third-Order-Effekte und die Induktivität.
Wenn es eine rein theoretische Frage ist, möchte ich sie dir auch theoretisch beantworten:
Der Stromfluss I, gemessen in Ampere [A], gibt einfach nur an, wieviel Ladung pro Zeit durch einen Leiterquerschnitt fließt. Da der typische elektrische Strom aus Elektronen besteht, gibt es also auch indirekt die Anzahl an Elektronen pro Zeit an, die sich durch einen Leiterquerschnitt hindurch bewegen.
Die Spannung U, gemessen in Volt [V], ist jetzt ein Maß dafür, wieviel Energie die Elektronen zur Verfügung haben, wenn sie auf dem Weg vom einen Pol der Spannungsquelle zum anderen gelangen wollen.
Die entscheidende Größe, welche jetzt für deine Frage relevant ist, ist die elektrische Leistung P, die definiert ist als:
welche angibt, wieviel Energie pro Sekunde von den Elektronen abgegeben werden (üblicherweise also an den Leiter). Diese Energie äußert sich dann in Form von Wärme. Hier siehst du also, dass bei gleichem Strom, aber höhere Spannung, auch höhere Leistung vorliegt. Im Endeffekt kann man sich das intuitiv so vorstellen: Wenn die Elektronen eine höhere Spannung durchlaufen, dann haben sie auch mehr Energie zur Verfügung. Wenn aber der gleiche Strom vorliegen soll (also weiterhin gleich viele Elektronen pro Sekunde durch den Leiter fließen sollen), dann muss es ja mehr Widerstand geben, damit die Elektronen trotz höherer Energie abgebremst werden. Es liegt also an dem Widerstand des Leiters, welches letztendlich für die Einstellung von Strom aus Spannung verantwortlich ist über das Ohm'sche Gesetz:
mit dem elektrischen Widerstand R.
Wenn du also weißt, dass ein gewisser Strom (z.B. 10A) bei einer gewissen Spannung anliegt (z.B. 230V), dann kannst du gar nicht fragen, wie groß der Leiterquerschnitt oder aus welchem Material der Leiter sein darf, weil das diese beiden Werte zu Strom und Spannung bereits vorgeben. Würdest du einen kleineren Leiter nehmen, so steigt der Widerstand und dadurch würde sich bei gleichbleibender Spannungsquelle die Stromstärke erhöhen. Du kannst also nicht einfach den Leiter austauschen und weiterhin erwarten, dass der Strom und die Spannung gleich bleiben, sondern nur, wenn der Leiter weiterhin den selben Widerstand hat.
I=10A, U=230V wird bei gleichem Material aber durch einen dünneren Leiter erzeugt werden, als der I=10A, U=30V Fall. Allerdings ist auch die Leistung und dadurch die Erwärmung des Leiters im ersten Fall größer. Das kann natürlich, vor allem bei dünnen Leitern, schnell man zum Schmelzen des Leiters führen.
In der Praxis wählt man in der Regel einen genügenden Querschnitt entsprechend der Stromstärke, um zu starke Erwärmung zu vermeiden. So gesehen könnte für 10 A in beiden Fällen der gleiche Querschnitt verwendet werden.
Andererseits ist der Leiter selber ein Widerstand, d.h. es wird Spannung benötigt, um den Strom zu transportieren. Diese fehlt nachher beim Verbraucher (Spannungsabfall). Angenommen es sind 10 V. Dann ist der Verlust bei 30 V bereits 1/3, sodass bei der tiefen Spannung ein größerer Querschnitt vorteilhaft ist. Bei 230 V fallen 10 V weniger ins Gewicht.
Kommt auf die Strecke an.
30V X 10 A = 300W
230V X 10 A = 2300W
Ist schon ein Unterschied von 300W zu 2300W
Man Kann verallgemeinern das eine 1,5 qmm² Litze Verzinnt für beides Ausreicht ,aber 2,5qmm² bei der 30 V Version würde ich vorsichtshalber legen. Für alle Strecken unter 25 Metern Länge.
10A haben einen Spannungsabfall an der Leitung zu folge: dU=I*R, egal ob 230V oder 30V.
Bei 30 V wirkt sich das aber prozentuell stärker aus als bei 230V.
Ist also die Frage, wie man das quantitativ bewertet...
Was er damit sagen will: Der gleiche Spannungsabfall auf der Leitung von z.B. 3V hat bei 230V eine geringere Auswirkung als bei 30V.