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Spannungsabfälle sind ein Grund zur Vorsicht

Spannungsabfälle können ganz normal sein. Jeder einzelne Bestandteil eines Stromkreises hat einen spezifischen Widerstand und verringert dadurch die Spannung geringfügig. Diese material- und konstruktionsbedingten Spannungsabfälle berücksichtigen Elektriker und Ingenieure bei der Planung jeder Elektroinstallation. Sie beeinträchtigen die Leistungsfähigkeit des Systems nicht. Anders verhält es sich mit ungeplanten Spannungsabfällen. Der Benutzer wird vielleicht nur bemerken, dass elektrische Uhren auf Null gesprungen sind oder dass das Licht flackert. Diese Art von Spannungsabfall ist aber ein guter Grund, einen Techniker zu rufen, denn dahinter können sich Mängel an der elektrischen Anlage verbergen, die nicht unbeachtet bleiben sollten.

Wie hängen Spannung, Strom und Widerstand zusammen?

Strom fliesst nicht wie Wasser, das sich tatsächlich physisch von einem Ort zum anderen bewegt. Fliesst Strom, bewegen sich elektrisch geladene Teilchen in einem Leiter von einem Pol zum anderen. Um diese Ladungen in Bewegung zu versetzen, ist eine Spannungsquelle notwendig. Die bekannteste ist die Batterie. Der Input an Spannung ist der Antrieb für den Stromfluss. Je höher die Spannung ist, umso schneller fliesst der Strom. Die Masseinheit der Stromspannung ist Volt. Als Widerstand bezeichnet die Elektrotechnik alles, was die Bewegung der Elektronen bremst. Spannung und Stromstärke verhalten sich proportional zueinander und verändern sich entsprechend, wenn Widerstände den Energieaustausch zwischen den Polen behindern. Das Ohmsche Gesetz definiert das Verhältnis der drei Grössen für konstante Widerstände so: Der Widerstand ist der Quotient aus Spannung und Stromstärke.

Wie funktioniert die Berechnung des Spannungsabfalls in einem Stromkreis?

Der Spannungsabfall, der in einem Stromkreis prinzipiell entsteht, beruht zunächst auf dem spezifischen Widerstand der Leitungen und aller anderen Bauelemente im Stromkreis. Zusätzlich hängt er von der Spannung, der Leistung, der Temperatur, dem Kabelquerschnitt und der Zeit ab. Da diese Berechnungen für Laien sehr kompliziert sind, stellen viele Hersteller von Elektroinstallationsmaterial oder Beleuchtungselementen auf ihren Internetpräsenzen einfache Berechnungstools zur Verfügung. Sie ermitteln näherungsweise einen theoretischen Wert für die Höhe des Spannungsfalls in Abhängigkeit von der Länge der Leitungen.

Warum verursachen alle Kabel Spannungsabfälle?

Jedes Material hat einen eigenen, unveränderlichen Widerstand. Für elektrische Leitungen eignet sich Kupfer besonders gut, weil sein spezifischer Widerstand vergleichsweise niedrig ist. Dennoch ist er in jeder elektrischen Leitung vorhanden. Der Widerstand ist umso grösser, je länger und dünner eine Leitung ist. Deshalb werden in allen Elektroanlagen die Leitungsquerschnitte immer grösser, je länger die Kabel sind. Die Verwendung grösserer Querschnitte gleicht Spannungsabfälle aus, damit zum Beispiel im Leitungsnetz eines Wohnhauses überall eine Spannung in Höhe von etwa 230 Volt anliegt, mit der alle Verbraucher korrekt funktionieren.

Welche Widerstände gibt es grundsätzlich in Elektroanlagen?

Jeder elektrische Leiter stellt auch einen Widerstand dar. Die eigenen Widerstände aller Komponenten einer Installation lassen sich nicht vermeiden. Dazu kommen aber auch Widerstände, die als Bauteile gezielt für Spannungsabfälle sorgen sollen. Ein Beispiel dafür sind Widerstände, die LED-Leuchten vor Überspannungen schützen, aber auch:

  • Leitungen
  • Verbraucher
  • Bauelemente
  • Vorgeschaltete Widerstände zum Schutz einzelner Elemente
  • Verbindungsklemmen

Wie hoch ist der Spannungsabfall in einer Reihenschaltung von Widerständen?

Die Berechnung des Spannungsabfalls einer Reihenschaltung ist ein typisches Beispiel, um Spannungsabfälle zu veranschaulichen. Sie zeigt, dass die spezifischen Widerstände aller Bauteile addiert den Widerstand des gesamten Stromkreises darstellen. Das ist so einfach, weil der Strom jeden einzelnen Widerstand passieren muss. In einem Stromkreis mit parallel geschalteten Widerständen ist die Berechnung umfangreicher, weil der Strom nicht gleichzeitig durch zwei Widerstände fliesst. Hier verringert der Spannungsabfall an einem Widerstand automatisch den Widerstand an allen weiteren. Ein beliebtes Beispiel für eine Reihenschaltung ist die Lichterkette, in der die Lämpchen nacheinander aufgereiht sind.

Wie finden Techniker die Ursachen von Spannungsabfällen?

Unvorhergesehene Spannungsabfälle in der Elektroanlage von Haushalten und Gebäuden zeigen sich in der Regel lediglich so, dass du bemerkst, dass zum Beispiel das Licht dunkler wird, wenn jemand den Staubsauger einschaltet. Das spricht prinzipiell für eine nicht zeitgemässe Elektroinstallation, kann aber harmlos sein. Dahinter können sich allerdings auch gravierende Probleme verbergen, sodass du solche Vorkommnisse in jedem Fall von einem Elektriker überprüfen lassen solltest. Jeder Elektrotechniker besitzt einen Installationstester. Das ist ein Messgerät, das unter anderem Leitungswiderstände an Stellen wie Steckdosen und in Verteilungen misst. Mit diesem Verfahren lassen sich aussergewöhnliche Spannungsabfälle recht schnell lokalisieren.

Wie verursachen Mängel an einer Elektroanlage Spannungsabfälle?

Auch Elektroinstallationen altern. Eine Abnutzung im klassischen Sinn findet hier zwar nicht statt, da die Leitungen sicher und unbewegt in der Wand liegen, aber gerade die Kunststoffteile von Leitungen und Verbindungen unterliegen einer normalen Materialalterung. Gleichzeitig sind ältere Leitungsnetze oft nicht ausreichend dimensioniert, um heute alltägliche Anforderungen an die Stromversorgung zu bewältigen. Das bedeutet, alle Kabel werden ständig voll ausgelastet oder geringfügig überlastet. Dadurch können sich Kabel und andere Elemente der Installation erwärmen oder im schlimmsten Fall sogar erhitzen. Alte Lüsterklemmen aus Kunststoff schmelzen dann in den Verteilungen. Ausserdem lösen sich gelegentlich Klemmverbindungen oder Schrauben. Sie haben letztlich gelockerte Kabel zur Folge.

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