Niederspannungs-LED-Anwendungen sind selten an der Nennleistung des Netzteils gescheitert – deutlich häufiger am Spannungsfall auf der Zuleitung. Dieser Leitfaden richtet sich an Fachleute und zeigt präzise, wie Sie den Kabelquerschnitt für 12/24 V dimensionieren, welche Annahmen gelten und wie Sie mit typischen Randbedingungen (Temperatur, Leitungslänge, Einspeisung) umgehen. Neutrale Produktbeispiele finden Sie bei netzteilshop24.de.
1) Annahmen & Begriffe
- DC-Zweileiter (Hin- und Rückleiter), Versorgung 12/24 V, Material Kupfer (ρ ≈ 0,0175 Ω·mm²/m @ 20 °C).
- Der Leitungswiderstand steigt mit der Temperatur; enge Bündelung/Kanäle erhöhen die Erwärmung.
- LED-Strips/Module als Konstantspannungs-Lasten reagieren sensibel: Helligkeit und Farbpunkt wandern mit ΔU.
- Bei Konstantstrom-Treibern ist die Betrachtung anders (hier steht der Strom fest; Leitungseinfluss zeigt sich als Verlust/Erwärmung).
2) Formeln & Vorgehen
Leitungswiderstand (Kupfer, DC-Zweileiter): R = (2 · ρ · L) / A
Spannungsfall: ΔU = I · R in %: ΔU% = (ΔU / UVers) · 100
Gesucht (Auslegung): minimaler Querschnitt Amin ≥ (2 · ρ · L · I) / (UVers · ΔU%/100)
Hinweis: ρ-Wert für Kupfer bei 20 °C; bei höheren Temperaturen konservativ größer dimensionieren.
3) Beispiel 24 V (LED-Band, Einseitige Einspeisung)
Daten: U = 24 V, I = 3,0 A, L (einfach) = 10 m, Ziel ΔU% = 3 %
Rechnung: Amin = (2 · 0,0175 · 10 · 3) / (24 · 0,03) ≈ 1,46 mm² → nächstgrößer wählen: 1,5 mm² (oder 2,5 mm² bei warmen Umgebungen/Reserve).
ΔU-Kontrolle (mit 1,5 mm²): R = (2 · 0,0175 · 10) / 1,5 ≈ 0,233 Ω, ΔU ≈ 3 · 0,233 = 0,70 V (≈ 2,9 %).
4) Beispiel 12 V (gleiche Strecke, gleiche Last)
Daten: U = 12 V, I = 3,0 A, L = 10 m, Ziel ΔU% = 3 %
Rechnung: Amin = (2 · 0,0175 · 10 · 3) / (12 · 0,03) ≈ 2,92 mm² → 3 mm² existiert nicht als Standard, daher auf 4 mm² aufrunden oder beidseitig einspeisen/Segmentieren. 24 V reduziert den Strom und damit den Spannungsfall.
5) Praxisregeln
- Beidseitige Einspeisung reduziert ΔU massiv; bei langen Bändern Pflicht.
- Für 12 V konservativer dimensionieren oder gleich 24 V einsetzen.
- Standard-Querschnitte nutzen und nach oben runden: 0,5 | 0,75 | 1,0 | 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 10 | 16 mm².
- Strombelastbarkeit und Schutz (Leitungsschutz, Verlegeart) separat nach Installationsnorm beurteilen.
6) Mini-Rechner (ΔU, % und Amin)
Annahmen: Gleichstrom, Zweileiter, 20 °C, ohmsche Leitung. Temperatur, Kontaktwiderstände, Klemmen und Bündelung können die Werte erhöhen.
7) Typische Fehler & Gegenmaßnahmen
- Nur einseitige Einspeisung bei langen LED-Bändern → beidseitig einspeisen oder segmentieren.
- 12 V lange Strecken ohne Querschnittsreserve → 24 V in Betracht ziehen oder Querschnitt erhöhen.
- Leitungsschutz ≠ Spannungsfall: Strombelastbarkeit/Absicherung separat nach Installationsnorm bemessen.
- Übergangswiderstände durch schlechte Klemmen/Verbinder → saubere Crimps, Zugentlastung, korrosionsarme Komponenten.
8) Häufige Fragen (kurz)
- Warum ist 24 V oft unkritischer als 12 V?
- Für dieselbe Leistung fließt nur der halbe Strom → kleinerer ΔU und geringere Verluste.
- Hilft Parallelschaltung dünner Leitungen?
- Ja, elektrisch entspricht das einem größeren Querschnitt – nur bei identischer Länge und sauberer Verteilung.
- Wie gehe ich mit Aluminiumleitungen um?
- Mit ρ ≈ 0,0282 Ω·mm²/m rechnen (Dropdown im Rechner). Mechanik/Korrosionsschutz sind zusätzlich zu beachten.
Fazit
Die Dimensionierung des Querschnitts lässt sich sauber über Ziel-ΔU, Strecke und Strom herleiten. Mit realistischen Annahmen, Reserve für Temperatur und einer klugen Einspeisung vermeiden Sie Helligkeitsabfall, übermäßige Verluste und unnötige Überdimensionierung – robust vom Prototyp bis zur Serie.