Was ist ein Spannungsabfall?
Spannungsabfall ist ein Begriff, der verwendet wird, um eine Verringerung der Versorgungsspannung in einem vollständigen Stromkreis zu beschreiben. Der Begriff kann verwendet werden, um einen Spannungsverlust über eine bestimmte Komponente in der Schaltung, den Spannungsverlust, der über die gesamte Schaltung gemessen wird, oder als eine breite Beschreibung des Phänomens des Spannungsverlusts in einer Schaltung im Allgemeinen zu beschreiben. Alle elektrischen Stromkreise, egal wie einfach sie auch sein mögen, weisen einen gewissen Widerstand gegen den durch sie fließenden elektrischen Strom auf. Dieser Widerstand lässt den elektrischen Strom effektiv härter arbeiten und absorbiert somit Energie. Dieser Energieaufwand bewirkt die durch den Begriff Spannungsabfall beschriebene Spannungsreduzierung.
Beispielsweise kann eine einfache Schaltung aus einer 9-Volt-Batterie bestehen, die mit einem kleinen Schalter an einer einfachen Blitzlampe befestigt ist. Wenn man die Spannung an den Batterieklemmen bei geöffnetem Schalter messen würde, würde der Multimeterwert ungefähr 9 Volt betragen. Wenn man den Schalter schließt und die Glühbirne aufleuchtet, sinkt dieser Wert um ungefähr 1,5 Volt. Diese Spannungsreduzierung ist ein sogenannter Spannungsabfall, der durch die Arbeit der Batterie zum Aufleuchten der Glühlampe verursacht wird. Jede Komponente in einem Stromkreis, einschließlich der Verkabelung, bietet einen gewissen Widerstand gegen den Stromfluss und verursacht einen damit verbundenen Spannungsabfall.
Bei Anwendungen, die sehr empfindlich auf die Versorgungsspannung reagieren, wie z. B. elektronischen Geräten, müssen diese Spannungsverluste sorgfältig berechnet und die Versorgungsspannung entsprechend angepasst werden. Eine 12-Volt-Gleichstromversorgung (DC) zum Beispiel erzeugt typischerweise eine Ausgangsspannung von 13,8 Volt, um diesem Spannungsabfall-Phänomen Rechnung zu tragen. In Anwendungen, die sehr lange Kabelstrecken erfordern, ist es üblich, relativ schwere Kabel zu verwenden, die dem Stromfluss weniger Widerstand entgegensetzen, um die Auswirkungen von Spannungsverlusten zu minimieren. Der gesamte potenzielle Spannungsverlust in einem Stromkreis muss daher während der Entwurfs- und Spezifikationsphase eines Projekts sorgfältig berechnet werden, um sicherzustellen, dass das Endergebnis alle Anforderungen erfüllt.
Jeder Spannungsverlust in einem Stromkreis kann glücklicherweise mit einer Spannungsabfallformel mit großer Genauigkeit berechnet werden. Dies ermöglicht es, am Ende einer Installation konsistente und vorhersehbare Ergebnisse zu erzielen. Diese Berechnungen hängen von der Art der Schaltung, der Spannungsversorgung und den beteiligten Komponenten ab und können äußerst komplex sein. Oft ist die Verwendung eines Spannungsabfallrechners erforderlich. Sie müssen jedoch die Stromversorgungsspezifikationen genau anpassen, um den Widerstand des Stromkreises auszugleichen.