Spannungsabfall

Der durch einen Leiter fließende Strom sollte im Idealfall ohne Verluste auch dort ankommen wo er gebraucht wird, wäre auch kein Problem, wenn da nicht die Sache mit dem Widerstand wäre. Jeder Leiter, d.h. alles durch das Strom fließt hat einen gewissen Widerstand, der in Ohm gemessen wird. Die an diesem Widerstand abfallende Spannung nennt man Spannungsabfall.

Je geringer der Widerstand, desto weniger Spannung "bleibt auf der Strecke".

Die Formel hierzu lautet: $R=U/I$ und heißt "Ohmsches Gesetz". Siehe | elektrotechnische Berechnungen.

• $R$: Widerstand, gemessen in Ohm
• $U$: Spannung, gemessen in Volt
• $I$: Strom, gemessen in Ampere

Hierzu ein Beispiel: Wir schließen einen Akku mit 6 Zellen an einen Widerstand mit 2 Ohm (stellvertretend für einen kleineren Elektromotor. Dessen Gleichstromwiderstand ist zwar nicht konstant, aber das spielt für diese Betrachtung keine Rolle)

Hier fließt ein Strom von 3,6 A, am Widerstand kann man 7,2 V messen.

Jetzt schalten wir noch einen Widerstand mit 0,33 Ohm in Reihe (stellvertretend für die Leitungsverluste. Eine Abschätzung über den Widerstand pro Leitungslänge findet sich im Artikel AWG.)

Wegen $U=I/R$ und $R=R_{1}+R_{2}$ fließt jetzt ein Strom von 3,08 A, am 2 Ohm Widerstand (Motor) liegen nur noch 6.18 V an. Die fehlenden 1,02 V können wir am 0,33 Ohm Widerstand messen.

Leistungsverlust

Für die Leistung ist die Folge noch gravierender. Im Beispiel ergibt sich

• Ohne Spannungsabfall durch Leitungsverlust: $P=U\cdot I=3,6\cdot 7,2=\mathrm {ca.} \ 26\ \mathrm {Watt}$
• Mit Leitungsverlust: $P=3,08\cdot 6,18=19\ \mathrm {Watt}$

⇒ Der Leitungswiderstand verursacht hier einen Leistungsverlust von über 25%!