Stromleitungen - Widerstand und Spannungsabfall

[Harry Hole]

Ich hätte da mal eine Frage an die Fachleute hier.
Den Widerstand einer Stromleitung kann man ausrechnen.
Spannungsabfall auch.
Mal angenommen man hat jetzt eine 30m lange 2,5mm² Leitung an deren Ende ein Verbraucher mit z.B. 100 Watt sitzt. Einerseits hat man jetzt die 100 W die der Verbraucher zieht, andererseits wird man auch X Watt Verluste in der Leitung haben die sich addieren oder ? Wie rechnet man das aus ?
Durchaus möglich das es in einem meiner Elektrotechnik Handbücher steht aber bis ich das gefunden habe... War nur ein Nebenfach und auch schon über 20 Jahre her.

 

[patois]

Schau dir deine Frage nochmals an. Vielleicht findest du selbst raus, welche Information noch fehlt !

 

[Pumukel]

Was sagt den der Spannungsfall einer Leitung aus ? weiter im Text zeichne dir doch mal das Ersatzschaltbild des Stromkreises auf ! Dann erhältst du da einen Stromkreis mit 3 R in Reihenschaltung !

 

[Harry Hole]

Schau dir deine Frage nochmals an. Vielleicht findest du selbst raus, welche Information noch fehlt !

230v Wechselstrom ?

 

[leerbua]

Bingo.
Obwohl, solange am Schluß dieses ominöse ? steht - wir wissen es auch nicht.

 

[Harry Hole]

Ich habe jetzt mal mein Gehirn eingeschaltet.
Kann der Ansatz stimmen:

P=I²xR
I = 0,44 A (100 Watt)
R = 0,21 Ohm (2,5mm² 30m)
P = 0,04 Watt

 

[patois]

230v Wechselstrom ?

.
Wenn man pingelig sein wollte, würde man noch nach Frequenz und cos_phi fragen.
Aus der Angabe Watt, könnte man bei ein wenig gutem Willen auf cos_phi =1 schließen.

 

[Pumukel]

nun sei mal nicht päpstlicher als der Papst. Die Angabe Watt ist eine Wirkleistung und keine Scheinleistung.
@Harry Hole für den Widerstand der Leitung hast du Cu als Angabe , die Länge und den Querschnitt . Somit alle Angaben um den R zu berechnen. Aus der Angabe der Leistung und der Spannung der LED kannst du den Strom berechnen der Rest ist simples ohmsches Gesetz.
Ich verweise doch nicht ohne Grund auf das Ersatzschaltbild.
Nachtrag : auf den Pferdefuß dieser Rechnung muss ich dich nicht hinweisen denn sie gilt nur für lineare ( rein ohmsche ) R . Bei anderen Verbrauchern gilt diese dann nicht mehr denn sie ziehen dann bei sinkender Spannung einfach mehr Strom.

 

[Harry Hole]

@Harry Hole für den Widerstand der Leitung hast du Cu als Angabe , die Länge und den Querschnitt . Somit alle Angaben um den R zu berechnen. Aus der Angabe der Leistung und der Spannung der LED kannst du den Strom berechnen der Rest ist simples ohmsches Gesetz.

Also stimmt meine obige Rechnung ?
100 Watt Verbraucher
230V 50Hz Wechselstrom
30m lange 2,5mm² Kupferleitung
100 W für den Verbraucher + 0,04 Watt für die Leitung müssen aufgewendet werden ?

Mir geht es hier nicht um eine exakte Kalkulation. Mich hat nur interessiert wie viel grob durch den Leitungswiderstand verloren geht.
Sollte meine Kalkulation stimmen ist das nämlich sehr gering.

 

[Pumukel]

Klar doch der Spannungsfall ist abhängig vom Strom und die Leistung die über den Leitungswiderstand abfällt ist ebenfalls vom Strom abhängig. Den Leitungswiderstand kannst du als Konstant ansehen. Deine Werte habe ich nicht nachgerechnet. Pi mal Daumen könnten die stimmen.

 

[Octavian1977]

Auch um ungefähr ein richtiges Ergebnis zu erhalten ist der cosinus Phi bei Wechselstrom ein wichtiger Faktor.

 

[Pumukel]

Der ist aber bei Angaben zur Wirkleistung 1 ! Deine Leitung und das Netz wird aber mit Scheinleistung belastet.
Wirkleistung ist Scheinleistung *cos phi . Bei rein ohmschen Verbrauchern ist die Scheinleistung = Wirkleistung denn da beträgt cos Ph = 1 !

 

[EBC41]

Mir geht es hier nicht um eine exakte Kalkulation. Mich hat nur interessiert wie viel grob durch den Leitungswiderstand verloren geht.
Sollte meine Kalkulation stimmen ist das nämlich sehr gering.

Ja, bei leistungsschwachen Verbrauchern ist auch der Verlust auf der Zuleitung klein.

Für eine Praxisgenauigkeit reicht es aus, wenn man bei einem 100 Watt Verbraucher von einem Betriebsstrom von 0,43A ausgeht und alles nur mit reellen Komponenten, also ohne Berücksichtigung von Induktivitäten oder Kapazitäten rechnet.

Bei einer Leitungslänge von 30 Metern ergeben sich mit Hin und Rückleitung also 60 Meter.
Diese haben einen ohmschen Widerstand von etwa 0,43 Ohm.

Ergibt bei 0,43 A einen Leitungsverlust von 0,08 Watt.

Schlechter schaut es schon aus, wenn ich zum Beispiel einen Heizlüfter mit 3,5 kW hier betreiben würde. Der Nennstrom wäre 15,2 A, würde einen Verlust auf der Leitung von 99 Watt ergeben.

Aber wie Pumukel schon richtig andeutete, sollte man, um es genauer zu rechnen, diesen Spannungsteiler, bestehend aus dem Leitungswiderstand von 0,43 Ohm und dem Widerstand des Verbrauchers (Heizlüfter) berechnen. Denn es ist ja so, wenn am Anfang der langen Leitung genau 230 Volt anstehen, hat man am Eingang des Verbrauchers etwas weniger Spannung und damit auch etwas weniger Betriebsstrom.

Wären dann am Beispiel Heizlüfter: Verbraucherwiderstand: 15,11 Ohm
plus Leitungswiderstand macht gesamt 15,54 Ohm, somit fließen dann 14,80 A

Und diese 14,8 A verursachen auf der Leitung einen Verlust von 94 Watt.


Für das Beispiel des 100 Watt Verbrauchers, kannst Du ja selber nachrechnen.
Aber bei kleinen Verbrauchern ist die Differenz zwischen näherungsweiser und genauer Rechnung sehr minimal.