Leitungsquerschnitte

Was ist die Aufgabe einer Leitung?

So blöd es klingt, aber man muss die Frage stellen. Denn bis auf wenige Ausnahmen (Sitz-, Front- und Hechscheibenheizung) dient eine Leitung nicht der Wärmeerzeugung sondern dem Energietransport von der Spannungsquelle (Batterie/Generator) zum Verbraucher. Elektrisch gesehen ist eine Leitung ein Widerstand den es zu überwinden gilt. Das zur Leitungsherstellung verwendete Material (in der Regel Kupfer) besitzt einen spezifischen Eigenwiderstand. Hierdurch wird ein Teil der zu transportierenden Energie (Strom) in Wärme umgewandelt, mit dem Nebeneffekt, das die verlorene Energie nicht am Verbraucher zur Verfügung steht und einen Spannungsabfall verursacht (Verbraucherspannung ist kleiner der der Spannungsquelle).

Die "Dicke" der Leitunghängt von Leistung und Entfernung zum Verbraucher ab

Im KFZ kommt erschwerend hinzu, das aufgrund der geringen Arbeitsspannung von ca. 12 Volt die daraus resultierenden Ströme sehr groß werden. Ein Gebläsemotor der Lüftung hat durchschnittlich 300 Watt, was bei 12 Volt einem Strom von knapp 25 Ampere entspricht. Bei solch hohen Strömen machen bereits kleinste Leitungswiderstände hohe Verluste und Wärmeentwicklung aus. Es gibt nur eine Möglichkeit dem entgegenzuwirken, nämlich durch einen großen Leitungsquerschnitt. Daraus ergibt sich die Regel: „Je größer die Anschlußleistung und je weiter entfernt der Verbraucher, desto dicker die Leitung“

Den benötigten Querschnitt berechnen

Der Kabelquerschnitt lässt sich über folgende Formel berechnen:

A = ( I * 0,0175 * L * 2 ) / (fk * U)

I ist die maximale zu erwartende Stromstärke in Ampere (=Stärke der verwendeten Sicherung)
0,0175 ist die Konstante des spezifischen Widerstands von Kupfer in Ohm x mm² / m
L ist die Leitungslänge in Metern
fk ist der Verlustfaktor (=Spannungsabfall). Dieser sollte maximal 1% betragen, also dem Faktor 0,01 entsprechen.
U ist die Spannung (12 Volt)

Beispielberechnung anhand eines 300 Watt Gebläsemotors

Setzen wir als Beispiel den genannten Gebläsemotor mit 300W und einer Leitungslänge vom Motor bis zur Sicherung im Motorraum von 3m an, ergibt sich aus obigber Formel:

A = ( 25A * 0,0175 * 3m * 2 ) / ( 0,01 * 12V ) = 21,88 mm²

Da Leitungsquerschnitte genormt sind muss man auf den nächst höheren Querschnitt zurückgreifen, in diesem Fall einer 25 mm².

Leitungsquerschnitt grob, anhand von Faustformeln ermitteln

Zum Querschnitt von Leitungen gibt es folgende Regeln:

  1. bei Dauerbelastung sollten pro mm² maximal 5 Ampere fließen
  2. bei Kurzzeitbelastung sollten pro mm² maximal 10 Ampere fließen
  3. bei längeren Leitungen, die bereits an der Belastungsgrenze sind, sollte man zur Vermeidung unnötiger Spannungsabfälle den jeweils nächsthöheren Querschnitt wählen

Gängige Querschnitte im KFZ-Bereich

Die am häufigsten verwendeten Querschnitte von Leitungen in Kraftfahrzeugen sind 0.5, 0.75, 1.0, 1.5, 2.5, 4, 6 und 10 mm². Bei einzeln verlegten Leitungen sollte man aus Festigkeitsgründen immer Querschnitte ab 1 mm² nehmen, bei Kabelbündeln dürfen die einzelnen Leitungen auch dünner sein.

Stromstärke Querschnitt
bis 2,5 A 0,5 - 0,75 mm2
bis 8 A 1,5 mm2
bis 16 A 2,5 mm2
bis 40 A 6,0 mm2
ab 40 A 16 - 35 mm2

Querschnitt-Tablle bei max. 1% Spannungsabfall (0,12 V)

Leistung Strom 1 m 3 m 5 m 7 m 10 m 20 m
10 W 0,8 A 0,75 mm² 0,75 mm² 1,5 mm² 2,5 mm² 2,5 mm² 6 mm²
20 W 1,6 A 0,75 mm² 1,5 mm² 2,5 mm² 4 mm² 6 mm² 10 mm²
50 W 4,1 A 1,5 mm² 4 mm² 6 mm² 10 mm² 16 mm² 25 mm²
100 W 8,3 A 2,5 mm² 10 mm² 16 mm² 25 mm² 25 mm² 50 mm²
150 W 12,5 A 4 mm² 16 mm² 25 mm² 35 mm² 50 mm² 95 mm²
200 W 17 A 6 mm² 16 mm² 35 mm² 35 mm² 50 mm² 120 mm²
300 W 25 A 10 mm² 25 mm² 50 mm² 70 mm² 95 mm² 150 mm²
500 W 42 A 16 mm² 50 mm² 70 mm² 95 mm² 150 mm² 300 mm²
1000 W 83 A 25 mm² 95 mm² 150 mm² 185 mm² 300 mm² -

Querschnitt-Tablle bei max. 4% Spannungsabfall (0,5 V)

Leistung Strom 1 m 3 m 5 m 7 m 10 m 20 m
10 W 0,8 A 0,75 mm² 0,75 mm² 0,75 mm² 0,75 mm² 0,75 mm² 1,5 mm²
20 W 1,6 A 0,75 mm² 0,75 mm² 0,75 mm² 1 mm² 1,5 mm² 2,5 mm²
50 W 4,1 A 0,75 mm² 1 mm² 1,5 mm² 2,5 mm² 4 mm² 6 mm²
100 W 8,3 A 0,75 mm² 2,5 mm² 4 mm² 6 mm² 10 mm² 16 mm²
150 W 12,5 A 1 mm² 4 mm² 6 mm² 10 mm² 10 mm² 25 mm²
200 W 17 A 1,5 mm² 4 mm² 10 mm² 10 mm² 16 mm² 25 mm²
300 W 25 A 2,5 mm² 6 mm² 10 mm² 16 mm² 25 mm² 50 mm²
500 W 42 A 4 mm² 10 mm² 16 mm² 25 mm² 35 mm² 70 mm²
1000 W 83 A 10 mm² 25 mm² 35 mm² 50 mm² 70 mm² 150 mm²
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  • Zuletzt geändert: Sun. 25.11.2018 10:49
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