Spannungsfall berechnen

Spannungsfall & Kabelquerschnitt berechnen

Berechne, wie viel Spannung ein Kabel auf seiner Länge verliert und welcher Leitungsquerschnitt den Spannungsfall unter deiner Grenze hält. Gib Querschnitt in mm², einfache Leitungslänge, Laststrom und Netzspannung ein – für Kupfer oder Aluminium, 230 V, 400 V Drehstrom oder 12-V- und 24-V-Gleichstrom.

Stromart
Leiterwerkstoff
Querschnitte in
Entfernung von der Verteilung bis zum Verbraucher – nicht die Summe aus Hin- und Rückleiter.
Längeneinheit
Bei Drehstrom die Spannung zwischen den Außenleitern, also 400 V.
1 ergibt den vollen ohmschen Spannungsfall (Gleichstrom, Heizungen). Bei Motoren multipliziert die vereinfachte Formel mit cos φ.
70 °C: PVC-isolierte Leitung wie NYM bei Volllast. 20 °C ergibt den kalten Lehrbuchwert (κ = 56 bei Kupfer).
In Wohngebäuden empfiehlt DIN 18015-1 höchstens 3 % vom Zähler bis zum Verbraucher.
Spannungsfall (V)5,67
Spannungsfall (%)2,47 %
Spannung am Verbraucher (V)224,33
Kleinster Querschnitt innerhalb deiner Grenze2,5 mm²
Größte Leitungslänge mit diesem Querschnitt24,32 m
Leiterwiderstand bei dieser Temperatur8,87 Ω/km = 2,7 Ω/1.000 ft
Verlustleistung in der Leitung (W)90,79

ΔU = 2 × L × R × I = 2 × 20 m × 8,87 Ω/km × 16 A = 5,67 V (2,47 % von 230 V). Gleichstromwiderstand nach IEC 60228 (20 °C), umgerechnet auf 70 °C. Die Reaktanz der Leitung bleibt unberücksichtigt; bei großen Querschnitten und kleinem cos φ ist der echte Spannungsfall daher etwas höher. Geprüft wird nur der Spannungsfall: Die Leitung muss außerdem die Strombelastbarkeit (DIN VDE 0298-4) und den Schutz bei Überstrom (DIN VDE 0100-430) erfüllen.

Spannungsfall für jeden Querschnitt in diesem Stromkreis
QuerschnittΩ/kmΔU (V)ΔU (%)Innerhalb der Grenze
1,5 mm²14,59,274,03 %—
2,5 mm²8,875,672,47 %✓
4 mm²5,523,531,53 %✓
6 mm²3,692,361,03 %✓
10 mm²2,191,40,61 %✓
16 mm²1,380,880,38 %✓
25 mm²0,870,560,24 %✓
35 mm²0,6270,40,17 %✓
50 mm²0,4630,30,13 %✓
70 mm²0,3210,210,09 %✓
95 mm²0,2310,150,06 %✓
120 mm²0,1830,120,05 %✓
150 mm²0,1480,090,04 %✓
185 mm²0,1190,080,03 %✓
240 mm²0,09020,060,03 %✓
300 mm²0,07190,050,02 %✓

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So berechnest du den Spannungsfall

  1. Stromart: Wechsel- oder Gleichstrom (Hin- und Rückleiter) oder Drehstrom (drei Außenleiter, symmetrisch belastet).
  2. Leiterwerkstoff und Querschnitt: Kupfer oder Aluminium, Querschnitt in mm². AWG-Größen aus Nordamerika lassen sich ebenfalls wählen.
  3. Einfache Leitungslänge: die Strecke von der Unterverteilung, dem Zähler oder der Batterie bis zum Verbraucher. Bei Wechsel- und Gleichstrom verdoppelt der Rechner sie selbst für den Rückleiter.
  4. Laststrom und Netzspannung. Kennst du nur die Leistung, rechne sie vorher mit Watt in Ampere umrechnen um. Bei Drehstrom gibst du 400 V ein.
  5. Leitertemperatur und Grenze: voreingestellt sind 70 °C – die zulässige Betriebstemperatur PVC-isolierter Leitungen wie NYM bei Volllast – und 3 %.

Du erhältst den Spannungsfall in Volt und Prozent, die Spannung am Verbraucher, den kleinsten Querschnitt innerhalb deiner Grenze, die größte Leitungslänge für den gewählten Querschnitt und die Verlustleistung, die als Wärme in der Leitung bleibt. Die Tabelle zeigt alle Normquerschnitte nebeneinander – so berechnest du damit auch den Kabelquerschnitt.

Formel für den Spannungsfall

Eine Leitung ist ein Widerstand, ihr Spannungsfall folgt aus dem ohmschen Gesetz. In der Ausbildung und in Tabellenbüchern rechnet man mit der elektrischen Leitfähigkeit κ (Kappa):

L ist die einfache Leitungslänge in m, I der Strom in A, A der Querschnitt in mm² und κ die Leitfähigkeit: 56 m/(Ω·mm²) für Kupfer und 35 m/(Ω·mm²) für Aluminium bei 20 °C. Umgestellt nach dem Querschnitt ergibt sich A = 2 · L · I · cos φ ÷ (κ · ΔU).

Der Rechner nutzt statt κ die höchstzulässigen Leiterwiderstände nach IEC 60228 (bei 20 °C) und rechnet sie auf die eingestellte Temperatur um. Sie sind etwas strenger als κ = 56: Für 2,5 mm² Kupfer erlaubt die Norm 7,41 Ω/km, während 1 ÷ (56 · 2,5) nur 7,14 Ω/km ergibt. Deine Ergebnisse liegen deshalb rund 4 % über der Lehrbuchrechnung – auf der sicheren Seite.

Beispiel: 2,5 mm² Kupfer, 20 m, 16 A an 230 V

Lehrbuchformel: ΔU = 2 · 20 m · 16 A ÷ (56 · 2,5 mm²) = 640 ÷ 140 = 4,57 V, also 1,99 % von 230 V.

Mit dem Rechner bei 20 °C: 2 × 20 m × 7,41 Ω/km × 16 A = 4,74 V (2,06 %).

Bei 70 °C, wie bei voller Belastung: Der Widerstand steigt um rund 20 % auf 8,87 Ω/km, der Spannungsfall auf 5,67 V (2,47 %). Am Verbraucher kommen 224,3 V an, in der Leitung gehen rund 91 W als Wärme verloren. Bei 3 % Grenze darf diese Leitung höchstens etwa 24 m lang sein – für eine längere Strecke ist 4 mm² nötig.

Kabelquerschnitt berechnen: 3 % von 230 V sind 6,9 V. A = 2 · 20 · 16 ÷ (56 · 6,9) = 1,66 mm² – der nächste Normquerschnitt ist 2,5 mm². Warm, mit κ ≈ 47 bei 70 °C, reicht 2,5 mm² ebenfalls.

Drehstrom 400 V und Gleichstrom 12 V

Wallbox, 400 V Drehstrom, 16 A, 30 m: Mit 2,5 mm² bei 70 °C ergibt √3 × 30 m × 8,87 Ω/km × 16 A = 7,37 V, das sind 1,84 % von 400 V. Mit 4 mm² sind es 4,59 V (1,15 %).

12-V-Bordnetz, 10 A, 5 m bis zum Verbraucher (20 °C): 2,5 mm² verliert 0,74 V oder 6,2 %, 4 mm² noch 3,8 %. Erst 6 mm² bleibt mit 0,31 V (2,6 %) unter 3 %. Bei Kleinspannung zählt jedes Zehntel Volt – deshalb sind die Querschnitte im Wohnmobil oder in der Solaranlage so groß.

Zulässiger Spannungsfall in Deutschland

RegelAbschnitt der AnlageGrenze
NAV § 13 Abs. 4 (auch in VDE-AR-N 4100 und den TAB der Netzbetreiber)Ende des Hausanschlusses bis Zähler, berechnet mit dem Nennstrom der vorgeschalteten Sicherunghöchstens 0,5 %
DIN 18015-1, Abschnitt 4.3.1Zähler bis Verbraucher in Wohngebäudenhöchstens 3 %
DIN VDE 0100-520, Abschnitt 525Hausanschluss bis VerbraucherEmpfehlung: höchstens 4 %

Für andere Gebäude, Industrieanlagen und private Netze gelten teils andere Werte; maßgeblich sind die aktuelle Normausgabe und die Technischen Anschlussbedingungen deines Netzbetreibers.

Widerstandswerte und Temperatur

Für mm² verwendet der Rechner die Werte der IEC 60228 bei 20 °C, für AWG und kcmil die Werte der US-Norm NEC Chapter 9, Table 8 bei 75 °C. Der Widerstand von Kupfer steigt um etwa 0,39 % je Kelvin (Aluminium 0,40 %), beide werden auf deine Leitertemperatur umgerechnet. Die Reaktanz der Leitung bleibt unberücksichtigt. Bei kleinen Querschnitten spielt sie praktisch keine Rolle; ab etwa 50 mm² mit Wechselstrom und kleinem cos φ ist der tatsächliche Spannungsfall etwas höher – dann helfen die Impedanzangaben des Kabelherstellers.

Was der Rechner nicht prüft

Der Spannungsfall ist nur eine von mehreren Bedingungen. Die Leitung muss den Strom auch ohne Überhitzung führen können – ihre Strombelastbarkeit hängt von Verlegeart, Umgebungstemperatur und Häufung ab (DIN VDE 0298-4) –, sie muss zur Absicherung passen (DIN VDE 0100-430), und im Fehlerfall muss die Abschaltbedingung erfüllt sein. Nutze das Ergebnis zum Vergleichen und Vorplanen und lass die Installation von einer Elektrofachkraft planen und prüfen.

Sicherheit: Arbeiten an der Hausinstallation und an 230-V- oder 400-V-Netzen dürfen nur Elektrofachkräfte ausführen. Der Rechner hilft beim Lernen, Nachrechnen und Vergleichen – er ersetzt keine Planung nach den geltenden DIN-VDE-Normen.

Häufige Fragen

Wie berechne ich den Spannungsfall?

Bei Wechselstrom: ΔU = 2 · L · I · cos φ ÷ (κ · A). 20 m Kupferleitung mit 2,5 mm² und 16 A ergeben 2 · 20 · 16 ÷ (56 · 2,5) = 4,57 V. Bei Drehstrom ersetzt √3 den Faktor 2, bei Gleichstrom entfällt cos φ.

Wie viel Spannungsfall ist erlaubt?

In Wohngebäuden empfiehlt DIN 18015-1 höchstens 3 % vom Zähler bis zum Verbraucher, zwischen Hausanschluss und Zähler sind laut NAV höchstens 0,5 % zulässig. DIN VDE 0100-520 empfiehlt insgesamt höchstens 4 % ab Hausanschluss. 3 % von 230 V sind 6,9 V.

Wie rechne ich den Spannungsfall in Prozent?

Teile den Spannungsfall in Volt durch die Netzspannung und multipliziere mit 100: 4,57 V ÷ 230 V · 100 = 1,99 %. Bei Drehstrom beziehst du ihn auf 400 V.

Welchen Kabelquerschnitt brauche ich für 16 A?

Das hängt von der Länge ab. Bei 230 V und 3 % reicht 2,5 mm² Kupfer bis etwa 24 m einfache Länge (bei 70 °C Leitertemperatur), darüber brauchst du 4 mm². Zusätzlich muss die Strombelastbarkeit nach DIN VDE 0298-4 passen.

Ist die Leitungslänge einfach oder doppelt?

Einfach: die Entfernung bis zum Verbraucher. Der Faktor 2 in der Formel für Wechsel- und Gleichstrom berücksichtigt den Rückleiter bereits.

Was ist der Unterschied zwischen Spannungsfall und Spannungsabfall?

Fachlich ist der Spannungsfall die Differenz der Spannungen am Anfang und am Ende einer Leitung; Spannungsabfall wird oft gleichbedeutend verwendet, bezeichnet aber genau genommen die Spannung über einem Bauteil. Im Alltag meinen beide dasselbe.

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Zuletzt aktualisiert: 19. Oktober 2026

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