Ledningsmodstand og spændingsfald

Når der føres strøm gennem en ledning, vil lederen yde en modstand mod strømmen. Denne modstand kaldes ledningsmodstand og med fører, at en del af spændingen tabes undervejs. Dette spændingstab kaldes spændingsfald og er især vigtigt at tage højde for ved længere kabelstræk.

Ledningsmodstand

Ledningsmodstanden afhænger af flere faktorer:

• Materialets resistivitet (ρ): Specifik modstand for f.eks. kobber eller aluminium.


• Ledningens længde (l): Jo længere lederen er, desto højere bliver modstanden.


• Tværsnitsarealet (q): Jo større areal i mm², desto lavere bliver modstanden.


• Temperaturen: Modstanden stiger i takt med, at lederen bliver varmere.

Sammenhængen kan beskrives med formlen:

Hvor:

• R_l er ledningsmodstanden i ohm (Ω)


• ρ (rho) er materialets resistivitet


• l er ledningens længde i meter


• q er lederens tværsnit i mm²

Formlen kan også omskrives, hvis man ønsker at finde længde, tværsnit eller resistivitet.

Spændingsfald

Når der løber strøm gennem en leder med modstand, opstår der et spændingsfald. Spændingsfaldet kan beregnes ud fra Ohms lov:

Hvor:

• ΔU er spændingsfaldet i volt (V)


• I er strømmen i ampere (A)


• R_l er ledningsmodstanden i ohm (Ω)

Spændingsfaldet angives ofte i procent af den nominelle spænding:

Regler for spændingsfald

Ifølge standarden DS/HD 60364-5-52 må spændingsfaldet fra forsyningspunktet til forbrugeren maksimalt være:

• 3 % for belysning.


• 5 % for andre strømkredse (fx stikkontakter og ovne).

Overskrides disse grænser, kan installationen være i strid med reglerne. Det kan give driftsproblemer, dårlig funktion af udstyr eller øget varmeudvikling i kablerne.

Materialers resistivitet

Forskellige materialer har forskellig resistivitet. Metaller som sølv og kobber har lav resistivitet og leder strøm godt. Materialer som glas, gummi og kvarts har meget høj resistivitet og fungerer som isolatorer. Kobber anvendes oftest i elinstallationer.

Praktiske overvejelser ved dimensionering

Ved beregning af ledningsmodstand og spændingsfald i praksis skal der altid tages højde for følgende faktorer:

• Frem- og tilbageleder: Ved 1 fasede installationer skal strømmen både løbe ud gennem fasen og tilbage gennem nullederen. Derfor skal kabellængden ganges med 2 i beregningen.


• Den aktuelle belastningsstrøm: Beregningen tager udgangspunkt i den forventede maksimale driftsstrøm (I_B).


• Netspændingen: Den nominelle spænding på installationen (typisk 230 V for fase-nul eller 400 V for fase-fase).

Teorien viser, at lange kabelstræk og høj belastning medfører et øget spændingsfald. Korrekt dimensionering af kabler er derfor afgørende for at overholde reglerne og sikre stabil drift.