Spannungsabfall-Rechner für 12 V und 24 V: Wie viel Spannung geht auf der Leitung verloren?
Auf 5 m Leitung mit 6 mm² fallen bei 20 A fast 0,6 V ab – rund 5 % der Bordspannung, genug, damit ein Wechselrichter Unterspannung meldet oder ein Ladegerät nicht mehr richtig lädt. Dieser Rechner zeigt, wie viel Spannung und Leistung auf deiner Leitung verloren gehen, und ob der Querschnitt für die Strecke ausreicht.
Ergebnis
Spannungsabfall
0,595 V
4,7 % der Systemspannung
- Spannung am Verbraucher
- 12,2 V
- Verlustleistung in der Leitung
- 11,9 W
- Leitungswiderstand (hin + zurück)
- 29,8 mΩ
- Strom
- 20 A
- Über 3 % Spannungsabfall gelten im 12-V-Bordnetz als Obergrenze der gängigen Empfehlung; für Ladeleitungen (Solar, Ladebooster) sind 1–2 % sinnvoll.
- Die Strombelastbarkeit (Erwärmung) ist eine eigene Anforderung: Der Querschnitt muss zusätzlich für den Strom laut Leitungstabelle des Herstellers/der Norm ausgelegt und die Leitung passend abgesichert sein.
Rechenweg anzeigen
- 1Leitungswiderstand: 2 × 5 m ÷ (56 × 6 mm²) = 0,0298 Ω
- 2Spannungsabfall: 20 A × 0,0298 Ω = 0,595 V (4,7 % von 12,8 V)
- 3Verlustleistung: 0,595 V × 20 A = 11,9 W
So wird gerechnet
Jede Leitung hat einen Widerstand, der von Länge, Querschnitt und Material abhängt. Bei Gleichstrom zählt die doppelte Länge, weil der Strom hin und zurück fließt.
R [Ω] = 2 × L [m] ÷ (κ × A [mm²])
ΔU [V] = I [A] × RDie Verlustleistung P = ΔU × I wird in der Leitung in Wärme umgesetzt – bei hohen Strömen sind das schnell 10 W und mehr.
Welcher Spannungsabfall ist akzeptabel?
- Bis 3 % gilt im 12-V-Bordnetz als gängige Empfehlung für Verbraucherleitungen.
- 1–2 % für Ladeleitungen (Solarregler → Batterie, Ladebooster → Batterie), damit die Ladespannung ankommt.
- Über 5 % führen zu Fehlfunktionen: Wechselrichter-Unterspannungsabschaltung, flackerndes Licht, schwache Pumpen.
Rechenbeispiel
Ein Ladebooster liefert 50 A über 4 m Leitung (einfache Länge) mit 16 mm² in eine 12,8-V-LiFePO4-Batterie.
Eingaben
- Systemspannung: 12 V (LiFePO4 12,8 V)
- Strom angeben als: Strom in A
- Strom: 50 A
- Einfache Leitungslänge: 4 m
- Leiterquerschnitt: 16 mm²
- Leitertemperatur (Kupfer-Leitwert): 20 °C – κ = 56 m/(Ω·mm²)
Ergebnis
0,446 V
Spannungsabfall
- Spannung am Verbraucher
- 12,35 V
- Verlustleistung in der Leitung
- 22,3 W
- Leitungswiderstand (hin + zurück)
- 8,9 mΩ
- Strom
- 50 A
Rechenweg
- Leitungswiderstand: 2 × 4 m ÷ (56 × 16 mm²) = 0,0089 Ω
- Spannungsabfall: 50 A × 0,0089 Ω = 0,446 V (3,5 % von 12,8 V)
- Verlustleistung: 0,446 V × 50 A = 22,3 W
Die Variablen erklärt
- Einfache Leitungslänge (m)
- Weg von der Quelle zum Verbraucher; die Rückleitung wird automatisch berücksichtigt (Faktor 2).
- Strom (A)
- Dauerstrom, der über die Leitung fließt. Aus Leistung: I = P ÷ U.
- Leiterquerschnitt (mm²)
- Genormte Querschnitte nach IEC 60228: 1,5 · 2,5 · 4 · 6 · 10 · 16 · 25 · 35 · 50 · 70 · 95 mm².
- Leitwert κ
- Kupfer 56 m/(Ω·mm²) bei 20 °C, ca. 48 bei 70 °C. Aluminium hat nur ca. 35.
Typische Fehler
- Nur die einfache Länge rechnen: Der Strom fließt hin und zurück – die Leitungslänge zählt doppelt.
- Querschnitt in AWG mit mm² verwechseln: 6 AWG ≈ 13,3 mm², 4 AWG ≈ 21,2 mm², 2 AWG ≈ 33,6 mm².
- Übergangswiderstände ignorieren: Schlechte Crimpungen, korrodierte Klemmen und Sicherungshalter verursachen oft mehr Abfall als die Leitung selbst.
- Bei Verlängerungen (Solarkabel über das Dach) den Abfall vergessen – lange dünne Leitungen kosten Ladeleistung.
Annahmen und Grenzen
- Reiner Kupferleiter (keine CCA-/Aluminiumleitung), Leitwert 56 bzw. 48 m/(Ω·mm²).
- Übergangswiderstände an Klemmen, Sicherungen und Steckern sind nicht enthalten.
- Strombelastbarkeit und Absicherung werden nicht bewertet – keine Installationsfreigabe.