Wie man den Kabelquerschnitt berechnet?

Bei der Elektroinstallation ist der richtige Querschnitt des Kabels immens wichtig. Ein zu dünner Leitungsquerschnitt kann schwerwiegende Folgen haben und im schlimmsten Fall zu einem Kabelbrand führen. Zu dick sollte der Kabelquerschnitt auch nicht gewählt werden, da meist Kupfer als Leiter verwendet wird und der Kupferpreis nicht gerade billig ist. Das Kabel wird dann unnötig teurer als wirklich notwendig.

Grob gesagt, wird durch die Elektronenbewegung Wärme im entsprechenden Kabel erzeugt. Je größer die Anzahl der in Bewegung gesetzten Elektronen, desto größer auch die Wärmeentwicklung in der Leitung.

Um nun Unfälle durch Kabelbrände zu vermeiden, sollte der Leitungsquerschnitt entsprechend berechnet werden. Abhängig ist das von der benötigten Spannung des Elektrogeräts. Eine Türklingel braucht zum Beispiel einen viel geringeren Querschnitte als der Elektroherd.

Strom, Spannung und Leistung

Strom = Wirkung
Spannung = Ursache

In einem normalen Haushalt in Deutschland liegt an einer normalen Netzsteckdose, 230 Volt Wechselspannung an. An dieser Steckdose wird nun ein Verbraucher eingesteckt, der eine bestimmte Leistung hat.

Zum Beispiel in der Küche ein Toaster, mit einer angegebenen Leistung von 900 Watt. Wenn nun dieser Toaster bei voller Leistung betrieben wird, verbraucht dieser die maximale Leistung von 900 Watt. Bei einer anliegenden Spannung von 230 Volt, muss somit ein gewisser Strom fließen.

Durch die Formel P (Leistung) = U (Spannung) x I (Strom) ergibt sich der Wert des Stroms (I).  I ist gesucht, deshalb heißt die Aufgabe nun: I = P / U.  Wir kommen somit auf 3,91 A den:  900 Watt / 230 Volt = 3,91 A. Es fließt also ein Strom 3,91 Ampere.

 

Kabelquerschnitt berechnen – Erklärung

Noch besser versteht man die Zusammenhänge am Beispiel einer Wasserleitung (Rohr). Die Spannung ist die Kraft, mit der das Wasser durch das Rohr fließt. Der Strom ist die Menge, die durch das Rohr fließt. Je größer nun die Kraft ist, mit der das Wasser durch das Rohr fließt oder desto größer der Querschnitt des Wasserrohrs ist, desto mehr Wasser kommt am Ende aus dem Hahn.

Somit erklärt sich die Formel U x I = P, nämlich je größer die Spannung „U“ oder der Strom „I“ , desto größer ist am Ende die Leistung „P“.

Beispiel:

Der Strom wird in Ampere A (Formelzeichen I) angegeben und bezeichnet die Elektronen , die in einer gewissen Zeit durch einen Leiter fließen.

Vorsicht: Bei einer Spannung von 230 Volt wird eine Stromstärke ab 5 mA bereits gefährlich für den Mensch!

 

💡  Leistung ist die Summe aus Spannung und Strom. Bei einem Verbraucher (Endgerät) der an der 230 Volt Steckdose eingesteckt ist, ändert sich die Spannung nicht, sondern die Stromstärke, wenn der Energieverbrauch steigt.

 

Praxis:

• eine 60 Watt Lampe verbraucht gerade mal 0,26 A bei 230 Volt (60 W / 230 V = 0,26 A)
• ein Heizlüfter mit 3,5 KW verbraucht jedoch 15 A bei 230 Volt (3500 W / 230 V = 15,21 A)

Beide Verbraucher hängen am 230 Volt Stromnetz, jedoch unterscheidet sich die Stromstärke deutlich. Die Lampe verbraucht gerade mal 0,26 A. Der Heizlüfter 15 A.

Jetzt wird sicherlich jedem klar, warum beide Geräte nicht mit demselben Leitungsquerschnitt betrieben werden können. Die Wahl des Leiterquerschnitts hängt nicht von der Spannung ab, sondern von der Stromstärke.

Praxis:

Vergleicht man nun das 230 Volt Netz mit dem 12 Volt Netz im Auto bleibt auch hier der Leitungsquerschnitt gleich, obwohl hier bei Leistung große Unterschiede vorhanden sind.

• ein Wäschetrockner mit 14 A bei 230 Volt = 3220 Watt
• ein Soundverstärker mit 40 A bei 12 Volt = 480 Watt

Die Elektronen im elektrischen Leiter erzeugen Reibung, je größer nun der Leiter ist, desto mehr Platz haben die Elektronen und es entsteht weniger Reibung. Wenn der Leiter kleiner wird, müssen die Elektronen viel schneller fließen, um in derselben Zeit ans Ziel zu kommen.

Bei einer Glühbirne zwängen sich viele Elektronen sehr schnell mit viel Reibung durch den dünnen Wolframdraht, dadurch fängt der Draht zum Glühen an (Lampe brennt). Der Nebeneffekt ist Licht und Wärme. Die Summe der Leistung der Glühbirne ergibt sich aus Wärme und Licht.

Man kann also grob zusammengefasst sagen, dass ein elektrischer Leiter einen der Stromstärke entsprechenden Querschnitt aufweisen muss, um sich nicht ungewollt zu erwärmen oder gar zu verglühen.

Bei der Glühbirne ist das Glühen ja gewollt. Bei der Elektroinstallation jedoch würde das schwere Schaden durch Brände verursachen. Dem Verbraucher (Endgerät) ist es egal, wie dick oder dünn der Leiter ist. Er holt sich den Strom, den er benötigt.

💡  Der Elektroinstallateur oder der Elektroplaner muss dafür sorgen, dass der richtige Querschnitt der Leiter bei der Elektroinstallation verwendet wird, damit keine Schäden entstehen. In der folgenden Tabelle kann man sich ein Bild machen, welcher Querschnitt bei welcher max. Stromstärke verwendet werden sollte. Im Zweifel immer eine Stufe höher wählen.

 

 Folgende Tabelle zeigt die am häufigsten vorkommenden Schalter bei der Elektroinstallation: 

Kabelquerschnitt berechnen – weitere Faktoren

Jedoch dennoch nicht genug, dem es unterliegen noch weitere Normen und Vorschriften, die beachtet werden müssen, um den richtigen Leitungsquerschnitt zu berechnen. Weitere wichtige Faktoren, neben dem Leiterquerschnitt, sind demnach noch:

• Leitungslänge
• Die maximale Stromstärke
• Verlegeart (in Rohren, einzelne Drähte, mehradrig)
• Wirkungsgrad
• Das Material des Leisters
• Der Spannungsabfall

Die Abhängigkeit der Leistungslänge beim Kabelquerschnitt berechnen

Je weiter der Strom nun auf A nach B transportiert werden muss, je mehr Leistung geht dabei verloren. Die Spannung nimmt über die Länge des Kabels ab. Das erklärt sich dadurch, dass jeder Leiter auch einen materialabhängigen Eigenwiderstand hat. Hier kann man wieder das Beispiel mit der Wasserleitung anwenden. Je länger die Wasserleitung, desto mehr wird die Kraft des Wassers abgebremst.

Somit ist nachvollziehbar, wenn man die gleiche Menge Wasser am Wasserhahn herausbekommen will, muss entweder die Kraft erhöht werden oder der Querschnitt des Wasserrohrs erhöht werden. 

Das Problem bei der Elektroinstallation bei einem zu unterdimensionierten Kabelquerschnitt

Würde man einen zu kleinen Kabelquerschnitt bei der Elektroinstallation verwenden, wäre im schlimmsten Fall ein Kabelbrand die Folge. Der Elektriker oder der Planer der Elektroanlage sollte deshalb für eine adäquate Verkabelung sorgen.

Neben einem bereits erwähnten Kabelbrand, könnte durch die falsche Querschnittwahl auch ein Kurzschluss entstehen, was dann auch zu Schäden am Endgerät führen könnte.

Übrigens: Im Schadenfall, z.B. bei einem Kabelbrand in der Wohnung, wenn sich herausstellt, dass zum Beispiel grob fahrlässig durch die falsche Wahl des Kabelquerschnitts gehandelt wurde, haftet eventuell nicht die Versicherung.

 

Leitungsquerschnitte berechnen für Wechselstrom (Onlinerechner):

Wie schon weiter oben erwähnt, müssen für die optimale Berechnung des Leiterquerschnitts mehrere Parameter berücksichtigt werden.

Hier noch mal die Auflistung:

• L = Leitungslänge
• cos = Wirkungsgrad
• I = Leiterstrom (A)
• y = Leitfähigkeit des Leitermaterials zum Beispiel Kupfer
• Ua = Spannungsabfall (V)
• A = Leiterquerschnitt (mm²)

Der folgende Rechner berechnet den Kabelquerschnitt für Wechselstrom. Geben Sie einfach Ihre Parameter ein und lassen sich Ihren Kabelquerschnitt berechnen:
Hinweis: Nicht für Drehstrom verwenden

©mein-onlinerechner.com

Leitungsquerschnitt berechnen – weitere wichtige Hinweise:

Der berechnete Wert muss immer aufgerundet werden, damit es nicht zu einer Erwärmung des Leiters kommt. Bei der Elektroinstallation im üblichen normalen Wohnungsbau, sind folgende Querschnitte üblich: 1,5 mm²;  2,5 mm²;  4 mm²;  6 mm²;  10 mm²;  16 mm²;  25 mm²;  35 mm²;  50 mm²

Mit der folgenden Tabelle kann man sich ein Bild machen, welcher Querschnitt bei welcher maximalen Stromstärke verwendet werden könnte. Im Zweifel jedoch lieber eine Stufe höher wählen:

Den richtigen Leitungsquerschnitt wählen

Leitungsquerschnitt in mm²	Stromstärke in Ampere
1,5 mm²	10/13 Ampere
2,5 mm²	16 Ampere
4 mm²	20 Ampere
6 mm²	25 Ampere
10 mm²	40 Ampere
16 mm²	63 Ampere
25 mm²	80 Ampere
35 mm²	100 Ampere

Da bei der Elektroinstallation ist jedoch noch die Situation vor Ort entscheidend, die für richtige Wahl des Leiterquerschnitts infrage kommt. Man sollte sich nicht unbedingt auf das Ergebnis der Werte des Rechners bzw. der Tabelle verlassen. Sie dienen lediglich als Anhaltspunkt.

Ein ausgebildeter Fachmann sollte im Zweifel immer zurate gezogen werden, der die Umstände vor Ort begutachtet und Ihnen Hinweise zur Installation gibt.

Es wird auch keine Haftung oder Verantwortung oder Haftung bei Ihrer Auswahl nach den Hinweisen dieses Artikels bzw. durch die Ergebnisse des Rechners übernommen.

 

Die üblichen Leiterquerschnitte bzw. Kabelauswahl bei der Hausinstallation

Das meistverwendete Kabel bei der Elektroinstallation ist das NYM-J Installationskabel. Es ist sehr widerstandsfähig und hat einen Kunststoffmantel. Es kommt bei der Elektroinstallation vielfach zum Einsatz, da es Aufputz, Unterputz, in trockenen und in nassen Räumen verwendet werden kann und den Anforderungen gerecht wird.

Sogar in Betondecken in einem Leerrohr wird es verwendet. Somit ist NJM-J Installationskabel das am häufigsten verwendete Kabel bei der Elektroinstallation, da es in Massivhäusern, in Holz- und in Fertighäusern u.a. zum Einsatz kommt.

Beispiele – welcher Kabelquerschnitt bzw. Installationskabel häufig für bestimmte Installationen verwendet werden (Hinweis: dienen nur als Beispiele, nicht als Installationsanleitungen):

• 1,5 mm² – für Steckdosen, die wenig belastet werden (NYM-J 3×1,5 mm²)
• 1,5 mm² – für Beleuchtung mit einer geringen Last (NYM-J 3×1,5 mm²) oder (NYM-J 5×1,5 mm²)
• 2,5 mm² – für Steckdosen oder Anschlüsse mit höherer Last wie zum Beispiel Geschirrspüler, Waschmaschine, Wäschetrockner, Arbeitssteckdosen in der Werkstatt (NYM-J 3×2,5 mm²) oder (NYM-J 5×2,5 mm²)
• 4 mm² – für CEE-Kraftsteckdosen oder Maschinen mit höherer Last zum Beispiel in der Werkstatt oder Heizgeräte mit höherer Last (NYM-J 5×4 mm²)
• 6 mm² – für Kraftsteckdosen mit 32 Ampere (NYM-J 5×6 mm²)

Passen dazu: Kabelquerschnitt berechnen

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