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Spannungsfall berechnen: Formel, 3-%-Richtwert und Beispiele

Spannungsfall = 2 × K × I × L ÷ Circular Mils bei einphasigem Stromkreis (1,732 statt 2 bei dreiphasig), mit K = 12,9 für Kupfer und 21,2 für Aluminium. Eine Last von 20 A auf 100 ft 12-AWG-Kupferleiter bei 120 V fällt um 7,90 V, das sind 6,58 %. PipeMasters Spannungsfall-Rechner (Pro) rechnet das für 14 AWG bis 4/0 durch und warnt oberhalb von 3 %.

3 Min. Lesezeit · Aktualisiert 2026-09-10

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Warum der Spannungsfall wichtig ist

Jeder Meter Leiter hat einen Widerstand, eine lange Leitung liefert also weniger Spannung, als das Verteilerfeld liefert. Zu viel Spannungsfall lässt Motoren heißlaufen, Lampen dimmen und Elektronik Aussetzer zeigen, und die verlorene Spannung wird im Leiter zu Wärme.

Die Spannungsfall-Formel

  • Spannungsfall = Faktor × K × I × L ÷ CM
  • Faktor = 2 bei einphasig, 1,732 (√3) bei dreiphasig
  • K = 12,9 für Kupfer, 21,2 für Aluminium (Ohm-Circular-Mils pro Fuß)
  • I = Laststrom in Ampere; L = einfache Länge in Fuß
  • CM = Leiterquerschnitt in Circular Mils aus NEC Kapitel 9 Tabelle 8, zum Beispiel 6.530 für 12 AWG und 10.380 für 10 AWG
  • Prozentualer Rückgang = Spannungsfall ÷ Systemspannung × 100

Spannungsfall in PipeMaster berechnen

  1. Öffne Spannungsfall unter Elektro (Pro).
  2. Tippe unter Stromkreis auf Copper oder Aluminum, dann auf 1-Phase oder 3-Phase, und wähle den Leiterquerschnitt (AWG).
  3. Stelle unter Last Current, One-Way Length und System Voltage mit den Stellern ein.
  4. Lies Spannungsfall, Prozentualer Rückgang und Spannung bei Last unter Ergebnis ab.
  5. Liegt der Rückgang über 3 %, zeigt eine orange Zeile: Über der 3-%-Empfehlung für Endstromkreise (NEC 210.19, Hinweis).

Beispiele: einphasig und dreiphasig

PipeMaster-Ergebnisse
StromkreisLeiterLast und LängeSpannungsfallProzentualer RückgangSpannung bei Last
1-phasig, 120 V12 AWG Cu20 A, 100 ft7,90 V6,58 %112,1 V
1-phasig, 120 V10 AWG Cu20 A, 100 ft4,97 V4,14 %115,0 V
1-phasig, 120 V8 AWG Cu20 A, 100 ft3,13 V2,60 %116,9 V
1-phasig, 240 V10 AWG Cu30 A, 150 ft11,18 V4,66 %228,8 V
1-phasig, 240 V8 AWG Cu30 A, 150 ft7,03 V2,93 %233,0 V
3-phasig, 480 V2 AWG Cu100 A, 200 ft6,73 V1,40 %473,3 V
3-phasig, 480 V2 AWG Al100 A, 200 ft11,07 V2,31 %468,9 V

Rechne die erste Zeile per Hand nach: 2 × 12,9 × 20 × 100 ÷ 6.530 = 7,90 V, und 7,90 ÷ 120 = 6,58 %.

Leiterquerschnitt für den Spannungsfall wählen

Starte mit dem Querschnitt, den die Strombelastbarkeit vorgibt, rechne den Spannungsfall durch, und geh dann Stufe für Stufe hoch, bis Prozentualer Rückgang unter deinem Zielwert liegt. In der Tabelle kommen sowohl die 20-A-Last bei 120 V als auch die 30-A-Last bei 240 V erst bei 8 AWG unter 3 %. Geh nie unter den für die Strombelastbarkeit nötigen Querschnitt, und denk daran, dass ein dickerer Leiter auch Rohrfüllgrad und Dosenfüllung ändert.

Ist Spannungsfall eine Vorschrift?

Im NEC stehen die bekannten 3 % für einen Endstromkreis und 5 % für Zuleitung plus Endstromkreis als Hinweise, also als Empfehlungen und im Allgemeinen keine verbindlichen Regeln. Energievorschriften, Ausschreibungen, Geräteanleitungen und einige einzelne NEC-Artikel können eine Grenze aber verbindlich machen, frag also deinen Prüfer.

Grenzen dieses Rechners

  • System Voltage springt in 12-V-Schritten von 12 bis 600 V: 120, 240 und 480 V sind exakt, 208, 230, 277 und 400 V lassen sich nicht eingeben.
  • Die Länge ist nur in Fuß, in 5-Fuß-Schritten; Leiterquerschnitte reichen von 14 AWG bis 4/0.
  • Er nutzt die DC-K-Konstanten ohne Leistungsfaktor oder Reaktanz, behandle ihn bei großen Leitern oder Motorlasten also als Schätzung.
  • Es ist ein US-NEC- und AWG-Werkzeug, kein IEC- oder metrisches Kabel-Werkzeug.

Häufige Fragen

Wie hoch ist der Spannungsfall auf 100 Fuß?
Das hängt von Last, Leiterquerschnitt und Spannung ab. Eine 20-A-Last auf 12-AWG-Kupferleiter über 100 Fuß einfach fällt um 7,90 V: 6,58 % bei 120 V, oder 3,29 % bei 240 V. Verdoppelst du Strom oder Länge, verdoppelt sich der Rückgang.
Rechnet der Rechner mit 3 Phasen?
Ja. Wähle 3-Phase, dann nutzt er 1,732 statt 2. Eine 100-A-Last auf 200 Fuß 2-AWG-Kupferleiter bei 480 V fällt um 6,73 V, 1,40 %.
Warum kann ich 208 Volt nicht eingeben?
Der System-Voltage-Steller springt in 12-V-Schritten, 208 und 277 werden also übersprungen. Du kannst die Formel oben selbst anwenden, oder den Spannungsfall in Volt ablesen, der nicht von der Systemspannung abhängt, und ihn selbst durch 208 teilen.

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