Leiterquerschnitt-Rechner
„Welchen Leiter kaufe ich?“ hat zwei Antworten, die beide erfüllt sein müssen, wobei die größere gewinnt. Ein Leiter muss den Laststrom tragen können, ohne zu überhitzen – seine Strombelastbarkeit –, und er muss diesen Strom zur Last liefern, ohne unterwegs zu viel Spannung zu verlieren. Wählen Sie den Leiter allein nach der Strombelastbarkeit, kommt bei einer langen Leitung nur gedämpftes Licht und träge Motoren an; wählen Sie ihn allein nach dem Spannungsfall, kann eine kurze, stark belastete Leitung die Isolierung überhitzen. Dieser Rechner dimensioniert für beides gleichzeitig und zeigt an, welche Anforderung das Ergebnis bestimmt hat.
Im Modus „Leiter dimensionieren“ durchsucht er den Leiterkatalog vom kleinsten zum größten Querschnitt und liefert den ersten Querschnitt, der sowohl das NEC-310.16-Strombelastbarkeits-Kriterium – einschließlich der 110.14(C)-Anschluss-Temperaturregel, der 240.4(D)-Kleinleiter-Obergrenzen sowie der Umgebungs-/Bündelungs-/Dauerlast-Ableitung – als auch das Spannungsfall-Kriterium besteht. Im Modus „Leiter prüfen“ nimmt er einen bereits vorhandenen Querschnitt entgegen und meldet für jedes Kriterium unabhängig Bestanden oder Nicht bestanden, sowie den kleinsten Querschnitt, der ein Nicht bestanden beheben würde. Kupfer oder Aluminium, AWG, imperial oder metrisch – alles in Ihrem Browser. Metrisch (mm²) wird nur nach Spannungsfall dimensioniert; die Strombelastbarkeit benötigt dort eine nationale Tabelle, die dieses Werkzeug nicht mitliefert.
Was den Leiterquerschnitt bestimmt: Strombelastbarkeit vs. Spannungsfall
Die Strombelastbarkeit ist der Strom, den ein Leiter dauerhaft führen kann, ohne dass seine Isolierung ihre Temperaturklasse überschreitet. NEC Table 310.16 listet für jeden Querschnitt eine Basis-Strombelastbarkeit bei 60, 75 und 90 °C auf, und der nutzbare Wert ist der kleinste von drei Obergrenzen: die für Umgebungstemperatur und Leiterbündelung abgeminderte Basis; die Strombelastbarkeit der Spalte, für die Ihre Anschlüsse ausgelegt sind (110.14(C) — 60 °C bei bis zu 100 A, 75 °C darüber, und niemals 90 °C an einer Klemme); sowie, für 14, 12 und 10 AWG, die feste 240.4(D)-Obergrenze, die verhindert, dass ein großer Leitungsschutzschalter auf einen kleinen Leiter trifft. Eine Dauerlast (3 Stunden oder länger eingeschaltet) dimensioniert den Leiter nach 210.19(A) / 215.2 auf 125% der Last.
Der Spannungsfall ist eine eigenständige physikalische Größe: Strom multipliziert mit dem Hin- und Rückleitungswiderstand der Leitung, als Prozentsatz der Systemspannung. Er wächst mit Länge, Strom und einem dünneren Leiter, und er sinkt mit einem dickeren. Normen empfehlen, ihn auf etwa 3% bei einem Endstromkreis und 5% insgesamt zu begrenzen. Der Spannungsfall verwendet den tatsächlichen Laststrom, nicht den 125%-Strombelastbarkeitswert, weil der Abfall vom wirklich fließenden Strom abhängt.
Die beiden Grenzwerte greifen selten beim gleichen Querschnitt. Kurze Stromkreise mit hohem Strom sind meist strombelastbarkeitsbestimmt — der Leiter muss dick genug sein, um die Ampere unabhängig von der Länge zu tragen. Lange oder Niederspannungsleitungen sind meist spannungsfallbestimmt — die Strombelastbarkeit ist früh erfüllt, aber der Leiter muss weiter wachsen, um die Spannung zu halten. Der empfohlene Querschnitt ist der restriktivere der beiden, und das Werkzeug nennt den ausschlaggebenden Faktor, damit Sie das Ergebnis verstehen, statt ihm nur zu vertrauen.
NEC-310.16-Basis-Strombelastbarkeit
Die Basis-Strombelastbarkeiten, von denen das Strombelastbarkeits-Kriterium ausgeht, für eine repräsentative Auswahl an Querschnitten. Dies sind die eigenen Grundwerte der Tabelle – höchstens drei stromführende Leiter bei 30 °C Umgebungstemperatur – bevor die 110.14(C)-Anschlussspalte, die 240.4(D)-Obergrenze und etwaige Umgebungs- oder Bündelungsableitungen angewendet werden. Ein größerer Leiter und eine heißere Temperaturspalte tragen beide mehr; Kupfer trägt mehr als Aluminium bei gleichem Querschnitt.
In der Praxis bestimmt meist die 60-°C- oder 75-°C-Spalte den nutzbaren Wert, weil die Anschlüsse das schwächste Glied sind: Selbst ein für 90 °C ausgelegter Leiter ist überall dort, wo er an einer Klemme landet, auf seine 75-°C- (oder 60-°C-) Strombelastbarkeit begrenzt. Deshalb ist der empfohlene Leiter oft eine Spalte – oder einen Querschnitt – größer, als ein reiner 90-°C-Wert vermuten ließe.
Basis-Strombelastbarkeit für gängige Querschnitte, Kupfer und Aluminium, bei den Spalten 60/75/90 °C (NEC 2023 Table 310.16, 30 °C Umgebungstemperatur, ≤3 stromführende Leiter). 14 AWG hat keine genormte Aluminium-Zeile.
| Querschnitt | Cu 60 °C | Cu 75 °C | Cu 90 °C | Al 75 °C |
|---|---|---|---|---|
| 14 AWG | 15 | 20 | 25 | — |
| 12 AWG | 20 | 25 | 30 | 20 |
| 10 AWG | 30 | 35 | 40 | 30 |
| 8 AWG | 40 | 50 | 55 | 40 |
| 6 AWG | 55 | 65 | 75 | 50 |
| 4 AWG | 70 | 85 | 95 | 65 |
| 2 AWG | 95 | 115 | 130 | 90 |
| 1/0 AWG | 125 | 150 | 170 | 120 |
| 2/0 AWG | 145 | 175 | 195 | 135 |
| 4/0 AWG | 195 | 230 | 260 | 180 |
| 250 kcmil | 215 | 255 | 290 | 205 |
Abminderung & Normfaktoren
Zwei Anpassungen verringern die Basis-Strombelastbarkeit, bevor sie mit den erforderlichen Ampere verglichen wird. Umgebungstemperatur: NEC 310.15(B)(1) korrigiert für die Wärme um den Leiter herum — der Bereich 26–30 °C ist der Grundwert 1.00, heißere Bereiche senken die Strombelastbarkeit, kühlere erhöhen sie. Leiterbündelung: NEC 310.15(C)(1) senkt die Strombelastbarkeit, wenn mehr als drei stromführende Leiter sich einen Kabelkanal oder ein Kabel teilen, weil sie die Wärme nicht so frei abgeben können.
Beide Tabellen unten sind im Rechner bearbeitbar, ebenso wie die Anschluss-Temperaturklasse, die Isolierungsspalte, das Dauerlast-Kennzeichen und eine Überschreibung der Basis-Strombelastbarkeit je Querschnitt. Insbesondere die Umgebungs-Multiplikatoren sind die am schwächsten belegten Werte im Werkzeug und für einen einmaligen Abgleich mit einem primären NEC-Nachdruck vorgemerkt – behandeln Sie sie als Planungswerte und prüfen Sie sie anhand der bei Ihnen geltenden Norm.
| Bereich | 60 °C | 75 °C | 90 °C |
|---|---|---|---|
| 21–25 °C | 1,08 | 1,05 | 1,04 |
| 26–30 °C | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
| 31–35 °C | 0,91 | 0,94 | 0,96 |
| 36–40 °C | 0,82 | 0,88 | 0,91 |
| 41–45 °C | 0,71 | 0,82 | 0,87 |
Wird mit der Basis-Strombelastbarkeit der Isolierungsspalte multipliziert. Der Bereich 26–30 °C enthält den 30-°C-Referenzwert der Tabelle und beträgt daher 1.00.
| Leiter | Faktor |
|---|---|
| ≤3 | 1,00 |
| 4–6 | 0,80 |
| 7–9 | 0,70 |
| 10–20 | 0,50 |
Wird mit der Strombelastbarkeit multipliziert, wenn sich mehr als drei stromführende Leiter einen Kabelkanal oder ein Kabel teilen.
Rechenbeispiele
Zwei Stromkreise, die auf entgegengesetzten Seiten der Trennlinie liegen, jeweils empfohlen von derselben Berechnungslogik, die das Werkzeug live verwendet. Die Anzeigen und die Querschnittsskala aktualisieren sich, sobald Sie die Eingaben ändern – dies sind nur die Ausgangspunkte.
Ein Stromkreis, bei dem die Strombelastbarkeit maßgeblich ist, und einer, bei dem der Spannungsfall maßgeblich ist – die beiden Fälle, die das Werkzeug unterscheiden soll.
Strombelastbarkeit ist maßgeblich — ein kurzer Endstromkreis
- Gegeben
- Kupfer, 20-A-Last, 120 V einphasig
- Einfache Länge 15 ft, 3% zulässiger Abfall
- 75-°C-Isolierung, Anschlüsse bei 60 °C (≤100 A), 30 °C Umgebungstemperatur, ≤3 Leiter
- Schritte
- Erforderliche Ampere = 20 A (keine Dauerlast, daher kein 125%-Faktor).
- 14 AWG: Der Spannungsfall beträgt nur 1.5%, was die 3%-Grenze besteht — aber die nutzbare Strombelastbarkeit beträgt 15 A (60-°C-Anschlussspalte und 240.4(D)-Obergrenze), sodass er bei 20 A nicht besteht.
- 12 AWG: Nutzbare Strombelastbarkeit 20 A ≥ 20 A erforderlich, und Spannungsfall 1.0% ≤ 3% — er besteht beide Kriterien.
- Empfohlen: 12 AWG. Der Spannungsfall allein hätte 14 AWG zugelassen, die Strombelastbarkeit ist also die bindende Anforderung.
- Ergebnis
- 12 AWG — maßgeblich ist die Strombelastbarkeit. Der Spannungsfall allein hätte 14 AWG zugelassen.
Spannungsfall ist maßgeblich — eine lange Gleichstromleitung
- Gegeben
- Kupfer, 20-A-Last, 12 V DC (Solar-/Niederspannungsleitung)
- Einfache Länge 150 ft, 3% zulässiger Abfall
- Schritte
- Die Strombelastbarkeit allein ist bei 12 AWG erfüllt — 20 A nutzbare Strombelastbarkeit tragen die 20-A-Last.
- Aber bei 12 V beträgt das 3%-Budget nur 0.36 V, und über 150 ft erzwingt das einen deutlich größeren Leiter.
- 4/0 AWG fällt noch etwa 3.0% ab und besteht knapp nicht; 250 kcmil fällt etwa 2.6% ab und besteht.
- Empfohlen: 250 kcmil. Die Strombelastbarkeit allein hätte 12 AWG zugelassen, der Spannungsfall ist also mit deutlichem Abstand die bindende Anforderung.
- Ergebnis
- 250 kcmil — maßgeblich ist der Spannungsfall. Die Strombelastbarkeit allein hätte 12 AWG zugelassen.
So dimensionieren oder prüfen Sie einen Leiter mit diesem Rechner
- Einheiten und Modus wählenWählen Sie Imperial (AWG) oder Metrisch (mm²), dann „Leiter dimensionieren“, um den kleinsten geeigneten Leiter zu finden, oder „Leiter prüfen“, um einen bereits vorhandenen Querschnitt zu testen.
- Stromkreis eingebenLegen Sie das Leitermaterial, den Laststrom (oder wählen Sie eine Lastvoreinstellung), die einfache Leitungslänge, die Systemspannung und die Phase fest — 1-phasig, 3-phasig oder Gleichstrom.
- Normannahmen festlegenBehalten Sie die NEC-310.16-Standardwerte bei, oder öffnen Sie „Abminderung & Normannahmen“, um die Anschluss-Temperaturklasse, die Isolierungsspalte, den Umgebungsbereich, die Leiteranzahl und das Dauerlast-Kennzeichen zu ändern.
- Ergebnis ablesen„Dimensionieren“ liefert den empfohlenen Leiter und die maßgebliche Anforderung; „Prüfen“ zeigt für jedes Kriterium Bestanden oder Nicht bestanden sowie den kleinsten passenden Querschnitt. Die Strombelastbarkeits-Anzeige, die Spannungsfall-Anzeige und die Querschnittsskala veranschaulichen beides.
Häufig gestellte Fragen
Prüft dieser Rechner die Strombelastbarkeit, oder nur den Spannungsfall?
Beides, bei Imperial. Jeder Kandidaten-Querschnitt muss das NEC-310.16-Strombelastbarkeits-Kriterium bestehen — Basis-Strombelastbarkeit, abgemindert für Umgebungstemperatur und Bündelung, begrenzt durch die 110.14(C)-Anschlussspalte und die 240.4(D)-Kleinleiter-Regel — sowie das Spannungsfall-Kriterium, und der empfohlene Querschnitt ist der kleinste, der beide besteht. Das ist der Unterschied zu einem reinen Spannungsfall-Rechner, der nur den Abfall prüft. Metrisch (mm²) ist nur nach Spannungsfall dimensioniert, weil diese Version keine verifizierbare IEC-Strombelastbarkeitstabelle mitliefert.
Was entscheidet über den Leiterquerschnitt?
Was auch immer den größeren Leiter erfordert. Kurze Stromkreise mit hohem Strom sind meist strombelastbarkeitsbestimmt; lange oder Niederspannungsleitungen sind meist spannungsfallbestimmt. Das Werkzeug nennt das ausschlaggebende Kriterium in Klartext — zum Beispiel „12 AWG — maßgeblich ist die Strombelastbarkeit (der Spannungsfall allein hätte 14 AWG zugelassen)“ —, damit Sie erkennen, warum der Querschnitt so ist, wie er ist.
Warum ist der empfohlene Leiter größer, als es der Leitungsschutzschalter nahelegt?
Mehrere Normregeln erhöhen den Querschnitt. Eine Dauerlast wird mit 125% des Stroms dimensioniert. Die 110.14(C)-Anschlussregel begrenzt Sie selbst bei 90-°C-Leitern auf die 60-°C- oder 75-°C-Spalte. Umgebungswärme und gebündelte Leiter mindern die Strombelastbarkeit ab. Und bei einer langen Leitung kann der Spannungsfall allein einen deutlich größeren Leiter erzwingen, als es der Stromwert vermuten lässt. Jeder dieser Faktoren kann dazu führen, dass der korrekte Leiter größer ist als bei einem schnellen Nachschlagen von Schutzschalter zu Querschnitt.
Werden Kupfer und Aluminium unterstützt?
Ja. Wählen Sie das Material, und der Rechner verwendet die passende Strombelastbarkeit und den passenden Widerstand. Aluminium trägt weniger Strom und hat einen höheren Widerstand als Kupfer bei gleichem Querschnitt, sodass ein Aluminiumleiter für denselben Stromkreis in der Regel einen oder mehrere Querschnitte größer ist als das Kupferäquivalent. Beachten Sie, dass es kein genormtes 14-AWG-Aluminium gibt, dieser Querschnitt wird daher bei Aluminium übersprungen.
Welchen Leiterquerschnitt benötige ich für eine bestimmte Amperezahl?
Geben Sie den Laststrom (oder eine Voreinstellung), die Leitungslänge und die Spannung ein, und der Modus „Dimensionieren“ liefert den kleinsten Leiter, der die Ampere trägt und den Spannungsfall einhält. Es gibt keine einzelne Antwort „Ampere zu Querschnitt“, weil Länge, Spannung, Material, Temperaturklasse und Abminderung das Ergebnis alle beeinflussen — genau das löst der Rechner für Sie.
Warum wird Metrisch (mm²) nur nach Spannungsfall dimensioniert?
Die Strombelastbarkeit in der metrischen Welt stammt aus IEC 60364-5-52 und nationalen Tabellen, deren Werte von der Installationsart abhängen und nicht frei wiedergegeben werden dürfen. Statt eine unbestätigte Sicherheitszahl zu liefern, dimensioniert das Werkzeug metrische Leiter ausschließlich nach Spannungsfall und weist darauf hin, und bittet Sie, die Stromtragfähigkeit anhand Ihrer örtlichen Tabelle zu bestätigen. Die Spannungsfall-Berechnung, der Katalog und die Skala funktionieren in mm² identisch.