Per PN erreichte mich die Frage, wie denn Schalter und Leitung für den Anschluss eines zusätzlichen Verbrauchers (z.B. ein Zusatzscheinwerfer) zu bemessen sei. Wie viele Ampere muss der Schalter schalten können und welchen Querschnitt muss die Zuleitung haben?
Ich rechne das mal anhand eines Zusatzscheinwerfers mit 55W Nennleistung durch.
1. Stromaufnahme
Aus der Nennleistung (P = 55W) ergibt sich der zu erwartende (Nenn-)Strom I gemäß der Beziehung I = P / U. U ist die Bordnetzspannung, ich setze der Einfachheit halber 13 V an. Ergebnis: Ca. 4,2 A.
2. Strombelastbarkeit des Schalters
Sowohl bei Glühlampen als auch bei den üblichen LED-Leuchtmitteln beträgt der Einschaltstrom ein Mehrfaches des auf Dauer fließenden Nennstroms. Faustregel: Bei Glühlampen etwa das Dreifache. Man sollte also nicht "auf Kante genäht" dimensionieren. Dimensionierung "aus dem Bauch": Eine Belastbarkeit von 15 A (Gleichspannung) sollte schon gegeben sein, mehr schadet nicht.
3. Querschnitt der Zuleitung
Der Querschnitt der Zuleitung (und Rückleitung!) sollte so gewählt werden, dass der Spannungsabfall im "verkraftbaren Bereich" liegt.
Für unseren Zusatzscheinwerfer sähe das so aus:
Quellspannung (Batterie) ca. 14V im Betrieb.
Benötigte Spannung am Scheinwerfer: ca. 13V
Zulässiger Spannungsverlust: ca. 1V
Der Spannungsverlust entsteht dadurch, dass sich (nach dem Ohm'schen Gesetz) am Widerstand des (Kupfer)Leiters und der Schalterkontakte bei Stromfluss eine Spannung aufbaut. Diese Spannung "fehlt" dann am Verbraucher.
Für den noch zulässigen Widerstand (R) von Leitung und Schalter sähe das dann so aus:
R = U / I
wobei U die akzeptierte "Verlustspannung" von 1V ist und I der oben errechnete Nennstrom von 4,2A. Ergebnis: ca. 0,2 Ohm (200 Milliohm).
Nehmen wir jetzt noch an, der Schalter habe einen Übergangswiderstand von ca. 50 mOhm. Für die Übergangswiderstände der Steckverbinder setzen wir nochmals ca. 100 mOhm an. Damit darf die Zuleitung noch 50 mOhm Widerstand haben.
Aus dem spezifischen Widerstand von Kupfer (Ohm/mm² * Länge) kann man bei vorgegebener Länge (Annahme: ca. 1m) den benötigten Querschnitt errechnen. Dafür gibt es im Netz auch Rechner. Ein Beispiel findet sich hier.
Für L = 1m und 1,5 mm² Kupfer ergeben sich 0,01 Ohm, also 10 Milliohm. Da wir Hin- und Rückleitung haben, ist der effektive Widerstand natürlich das Doppelte, also 20 mOhm. Würde aber ausreichen. Ein Übergang auf 2,5mm² würde übrigens nicht mehr viel bringen, da die zusätzlichen Widerstände von Schalter und Verbindern deutlich darüber liegen.
Soweit zur Berechnung. Übrigens: Bei der Berechnung der Verluste sieht man deutlich, wie groß der Anteil der Steckverbinder ist. Bei dem Alter unserer Kühe lohnt sich Kontrolle und ggw. Instandsetzen in jedem Fall!
Für unseren Scheinwerfer ergibt sich damit:
Leitungsquerschnitt: 1,5 mm² bei ca. 1m Leitungsweg
Schalter: 15A DC
Ich rechne das mal anhand eines Zusatzscheinwerfers mit 55W Nennleistung durch.
1. Stromaufnahme
Aus der Nennleistung (P = 55W) ergibt sich der zu erwartende (Nenn-)Strom I gemäß der Beziehung I = P / U. U ist die Bordnetzspannung, ich setze der Einfachheit halber 13 V an. Ergebnis: Ca. 4,2 A.
2. Strombelastbarkeit des Schalters
Sowohl bei Glühlampen als auch bei den üblichen LED-Leuchtmitteln beträgt der Einschaltstrom ein Mehrfaches des auf Dauer fließenden Nennstroms. Faustregel: Bei Glühlampen etwa das Dreifache. Man sollte also nicht "auf Kante genäht" dimensionieren. Dimensionierung "aus dem Bauch": Eine Belastbarkeit von 15 A (Gleichspannung) sollte schon gegeben sein, mehr schadet nicht.
3. Querschnitt der Zuleitung
Der Querschnitt der Zuleitung (und Rückleitung!) sollte so gewählt werden, dass der Spannungsabfall im "verkraftbaren Bereich" liegt.
Für unseren Zusatzscheinwerfer sähe das so aus:
Quellspannung (Batterie) ca. 14V im Betrieb.
Benötigte Spannung am Scheinwerfer: ca. 13V
Zulässiger Spannungsverlust: ca. 1V
Der Spannungsverlust entsteht dadurch, dass sich (nach dem Ohm'schen Gesetz) am Widerstand des (Kupfer)Leiters und der Schalterkontakte bei Stromfluss eine Spannung aufbaut. Diese Spannung "fehlt" dann am Verbraucher.
Für den noch zulässigen Widerstand (R) von Leitung und Schalter sähe das dann so aus:
R = U / I
wobei U die akzeptierte "Verlustspannung" von 1V ist und I der oben errechnete Nennstrom von 4,2A. Ergebnis: ca. 0,2 Ohm (200 Milliohm).
Nehmen wir jetzt noch an, der Schalter habe einen Übergangswiderstand von ca. 50 mOhm. Für die Übergangswiderstände der Steckverbinder setzen wir nochmals ca. 100 mOhm an. Damit darf die Zuleitung noch 50 mOhm Widerstand haben.
Aus dem spezifischen Widerstand von Kupfer (Ohm/mm² * Länge) kann man bei vorgegebener Länge (Annahme: ca. 1m) den benötigten Querschnitt errechnen. Dafür gibt es im Netz auch Rechner. Ein Beispiel findet sich hier.
Für L = 1m und 1,5 mm² Kupfer ergeben sich 0,01 Ohm, also 10 Milliohm. Da wir Hin- und Rückleitung haben, ist der effektive Widerstand natürlich das Doppelte, also 20 mOhm. Würde aber ausreichen. Ein Übergang auf 2,5mm² würde übrigens nicht mehr viel bringen, da die zusätzlichen Widerstände von Schalter und Verbindern deutlich darüber liegen.
Soweit zur Berechnung. Übrigens: Bei der Berechnung der Verluste sieht man deutlich, wie groß der Anteil der Steckverbinder ist. Bei dem Alter unserer Kühe lohnt sich Kontrolle und ggw. Instandsetzen in jedem Fall!
Für unseren Scheinwerfer ergibt sich damit:
Leitungsquerschnitt: 1,5 mm² bei ca. 1m Leitungsweg
Schalter: 15A DC
Dann noch einen Osram Nightbreaker rein und alles ist gut. Jetzt kann ich tagsüber bei neuen Verkehrszeichen rechts sehen, dass mein Licht an ist. Was alte Kabelverbindungen und Kontakte so wegschlucken ist schon nicht zu verachten.
!