Wie groß darf der maximale Belastungsstrom aufgrund des Spannungsabfalls sein?
Angabe: An einer Steckdose wird die Spannung ohne Verbraucher sowie mit einem Verbraucher gemessen. Ohne Verbraucher beträgt die Spannung 235V, mit angeschlossenem Verbraucher 220V bei einem Stromfluss von 11, 2A.
-Interpretiere: Ist der Spannungsabfall zulässig.
-Wie groß darf der maximale Belastungsstrom aufgrund des Spannungsabfalles sein.
Wie kann man den max Belastungsstrom ausrechnen? Kann mit jemand helfen?
2 Antworten
Ein elektrischer Leiter führt aufgrund seines eigenen spezifischen Widerstandes zu einem Spannungsabfall. Die Folge ist die, dass ein elektrisches Betriebsmittel im schlechtesten Fall nicht ausreichend mit Spannung versorgt werden kann und sich die Verlustleistung vergrößert und somit den Gesamtwirkungsgrad der elektrischen Anlage verschlechtert.
Um die Verluste so gering wie möglich zu halten ist ein maximaler Spannungsfall auf Leitungen in Festinstallationen von 3% vorgeschrieben. 3% von 230V sind 6,9 Volt Ziehen wir diesen Wert von der Spannung 230V ab erhalten wir eine Spannung von 223,1V die am Verbraucher anliegen sollte.
Nach diesen Angaben ist der Spannungsfall bei 11,2A zu groß. Mögliche zusätzliche Erscheinungen wie Schwankungen im Netz durch Nichtlineare Verbraucher etc. werden bei dieser Rechnung dabei nicht berücksichtigt.
Ein normaler elektrischer Leiter kann zunächst erstmal als ein rein ohmscher Widerstand betrachtet werden, der sich aus dem spezifischen Widerstand des Materials, seinen Querschnitt und der Länge berechnen lässt. Nach dem Ohmschen Gesetz können wir also mit Hilfe des Spannungsfalls berechnen, wie groß der Widerstand des elektrischen Leiters sein muss:
Dazu muss die angelegte Spannung U0 zunächst von dem Spannungsanteil des Verbrauchers (Ich nenne sie mal Uv) abgezogen werden.
dU=U0-Uv=230V-220V=10V
Nach dem ohmschen Gesetz kann nun der Widerstand des elektrischen Leiters ermittelt werden: R=U/I=10V/11,2A=893mOhm.
Nun kann bezogen auf diesem Widerstand die maximale Stromstärke bei einen Spannungsfall von 3% ermittelt werden:
I=U/R=6,9V/893mOhm=7,7A
Da es sich bei eine Ohmsche Last um einen Linearen Verlauf auf der I U Kennlinie handelt, handelt es sich um eine Proportionale Zuordnung zwischen Spannung und Strom. Der maximale Strom kann daher auch wie folgt berechnet werden:
Imax=Ialt*dUmax/dUalt=11,2A*6,9V/10V=7,7A
Der maximale Strom beträgt bei dem Leitungswiderstand also 7,7A, damit der maximale Spannungsfall von 3% nicht überschritten wird.
gerne stehe ich für weitere Fragen zur Verfügung, sollte dir etwas noch nicht 100% klar sein.
zulässig ist so ne frage für sich...
im EVU netz und oder bei hauptzuleitungen gelten maximal 3% spannungsverlust als obergrenze. in Endstromkreisen 5%
allerdings ist es nun so, dass wir hier in deutschland mittlerweile eine nennspannungstoleranz von +/- 10% bei 230 volt. d.h. von 207 bis 252 volt darf die spannung liegen.
die steckdose ist ein endstromkreis. daher haben wir hier 5% zulässigen spannungsabfall. mit gut 9% sind wir hier EINDEUTIG drüber. nach den tolleranzvorgaben sind wir aber hier mit und ohne den spannungsverlust gut im grünen bereich.
den zweiten teil der aufgabe überspringen wir mal, weil wir mit dem dritten teil der aufgabe den zweiten quasi automatisch lösen.
ausgegangen von der spannungstoleranz haben wir ja wie oben bereits erwähnt eine minimale spannung von 207 volt.
bei einer belastung von 11,2 Ampere sinkt die spannung um 15 volt.
nach der ohmschen formel R = U / I ergibt sich hier ein schleifenwiderwstand von etwa 1,34 Ohm
ziehen wir die 207 minimalen volt von den 235 gegebenenen ab, dann darf die spannung um maximal 28 volt sinken. wir brauchen also die ohmsche formel nur nach I umstellen. das wäre dann I = U / R
lg, Anna