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V = I × R

Ohmsches-Gesetz-Rechner

Berechnen Sie Spannung (V), Strom (A), Widerstand (Ω) und Leistung (W) in einphasigen Stromkreisen.

Spannung (V):120 V
Strom (I):10 A
Leistung (P):1,200 W (1.2 kW)
VD = 2 × K × I × L / CM

Spannungsfall-Rechner

Berechnet den prozentualen Spannungsfall von Leitern nach dem 3-%-Grenzwert der NEC für Abzweigstromkreise.

100 ft Kupfer #10:1,98 % Spannungsfall
NEC-Konformität:BESTANDEN (< 3 %)
P = √3 × V × I × PF

Drehstrom-Leistungsrechner

Industrielle Wirk- (kW) und Scheinleistungsberechnung (kVA) für 480-V/208-V-Drehstrom in Dreieck- und Sternschaltung.

480 V 50 A (0,85 PF):35.33 kW
Scheinleistung:41.57 kVA
AWG / mm² Strombelastbarkeit

Kabelquerschnitt & AWG

Leiterdimensionierung nach Strombelastbarkeit, Korrekturfaktoren für die Umgebungstemperatur und Rohrfüllung.

30 A Dauerlast:#10 AWG Cu
100 A Hausanschluss:#4 AWG Cu / #2 Al
I = (HP × 746) / (V × Eff × PF)

Motorstrom (FLA)

Volllaststrom (FLA) für Einphasen- und Drehstrom-Asynchronmotoren samt Anlaufstrom bei blockiertem Läufer.

10 PS (460 V 3Ø):14,0 A FLA
Empfohlener Schalter:30 A thermisch-magnetisch
kVA = (V × I × √3) / 1000

Transformator-Dimensionierung

Primär- und Sekundärströme, Übersetzungsverhältnis und Spannungsabfälle der Kurzschlussimpedanz.

75 kVA 480 V primär:90,2 A
208 V sekundär:208,2 A
1 HP = 0.745699 kW

PS ↔ kW-Umrechner

Exakte Umrechnung zwischen elektrischer Pferdestärke, mechanischer Pferdestärke und metrischen Kilowatt.

50 PS mechanisch:37.28 kW
100-kW-Generator:134.10 HP
T = (V × Ah × Eff) / W

Batterie-Backup-Laufzeit

Berechnen Sie die Wechselrichter-Laufzeit, die Kapazität von Solarbatteriebänken und Anpassungen nach dem Peukert-Exponenten.

12 V 100 Ah bei 200 W:5,1 Stunden
Nutzbare Energie (80 % Entladetiefe):960 Wh
kWh = kW × PSH × PR

Dimensionierung von PV-Anlagen

Photovoltaik-Tagesertrag, Spitzensonnenstunden (PSH), Modulneigung und Wechselrichter-Dimensionierung.

10-kW-Anlage (5,0 PSH):42,5 kWh / Tag
Jahresertrag:15,512 kWh
R = (V_s - V_f) / I_f

LED-Vorwiderstand

Bestimmen Sie den strombegrenzenden Widerstand und die Nennleistung des Widerstands für einzelne oder in Reihe geschaltete LEDs.

12 V Versorgung, 3,2 V LED:440 Ω (470 Ω verwenden)
Verlustleistung des Widerstands:0,18 W (1/4 W verwenden)
PF = kW / kVA • Q_c

Leistungsfaktor & kVAR

Bestimmen Sie Wirk-, Schein- und Blindleistung und berechnen Sie die Kondensatorbank, um den Ziel-Leistungsfaktor zu erreichen.

50 kW bei 0,72 PF → 0,95:31,8 kVAR Kondensator
Rückgang des Zuleitungsstroms:-24,2 % Strom
Kosten = kWh × Preis

Stromkosten & kWh

Berechnen Sie den täglichen, monatlichen und jährlichen Stromverbrauch von Geräten, die kWh-Nutzung und die Stromkosten.

1.500 W (8 Std./Tag bei 0,15 $):12 kWh / Tag
Geschätzte Stromkosten:54,00 $ / Monat
NEC Kap. 9 Tabelle 1

Rohrfüllung & Kapazität

Berechnet die maximal zulässige Zahl an THHN-Leitern in EMT- oder PVC-Rohr gemäß den 40-%-Grenzen der NEC.

3/4" EMT + 3× #12 AWG:18,7 % Füllung (BESTANDEN)
Maximal zulässige Leitungen:Max. 16 Leitungen
NEMA MG-1 %VUB

Spannungsunsymmetrie (NEMA)

Prozentuale Spannungsunsymmetrie, Gegensystemverhältnis und Motor-Derating aus drei Leiterspannungen.

480/472/456 V:2,84 % Unsymmetrie
Motor-Derating:0.89
η = Pout / Pin

Motorwirkungsgrad & Verluste

Wellenleistung gegenüber elektrischer Aufnahme, typische Kupfer-, Eisen- und mechanische Verluste sowie jährliche Verlustkosten.

50 PS, 58 A, 0,87 PF:92,8 % Wirkungsgrad
Verluste:2.9 kW
MVAsc, kA & Spitzenwert

Dreiphasiger Kurzschlussstrom

Symmetrische Kurzschlussleistung in MVA, Kurzschlussstrom in kA und Stoßstrom der ersten Periode für eine Umspannwerk-Sammelschiene.

1500 kVA, 250 MVA Netz:28.4 kA
Spitze (X/R 6):64 kA
NEC 430.122 / MG-1 Pt 31

VFD-Kabel & reflektierte Welle

Strombelastbarkeit von Motorkabeln für Umrichterbetrieb, Erwärmung durch die Trägerfrequenz und Spitzenspannung durch reflektierte Wellen.

65-A-Motor, 150 ft:3 AWG Cu
Spitze am Motor:1,290 V
NEC Table 250.66

Erdungselektrodenleiter

Dimensioniert den Erdungselektrodenleiter nach dem größten Hausanschlussleiter, mit den Obergrenzen für Erdstab und betonummantelte Elektrode.

4/0-Cu-Anschluss:2 AWG Cu Erdungsleiter
Nur Erdstab (Obergrenze):6 AWG Cu
NEC Table 250.122

Schutzleiter für Betriebsmittel

Ermittelt den minimalen Schutzleiter für Betriebsmittel anhand der Nennwerte von Schalter oder Sicherung, einschließlich der Vergrößerung nach 250.122(B).

20-A-Schalter:12 AWG Cu Schutzleiter
100-A-Schalter:8 AWG Cu Schutzleiter
NEC Artikel 430

Motor-Abzweigstromkreis

Motor-Volllaststrom nach Tabelle 430.248/250, Leiter mit 125 %, maximaler Schalter oder Sicherung und Überlasteinstellung.

10 PS, 460 V, 3φ:14 A Volllaststrom
Zeitverzögerter Schalter:max. 35 A
NEC 314.16

Dosenfüllung

Zählt Leiter, Geräte, Klemmen und Erdungen und vergleicht sie mit dem Volumen einer Steckdosen- oder Abzweigdose.

4×1-1/2 sq, 6×14 AWG:18 in³ belegt
Dosenvolumen:21 in³ (BESTANDEN)
NEC 690.8 / VD

DC-Solarkabel

Dimensioniert 12-V-, 24-V- und 48-V-Solar- und Batteriekabel nach Strombelastbarkeit und Spannungsfall.

24 V, 50 A, 15 ft:4 AWG Cu
Spannungsfall:1.93%
kW = (Last + Spitze) × 1,25

Dimensionierung von Notstromgeneratoren

Dimensionieren Sie Notstromgeneratoren für Dauerlasten und den Anlaufstoß von Motoren bei blockiertem Läufer.

10 kW + 3-PS-Motor-Anlaufspitze:18,1 kW Spitze
Empfohlener Generator:22,6 kW (28,3 kVA)
I_SC = I_FLA / (%Z / 100)

Kurzschluss & AIC-Nennwert

Berechnet den maximalen symmetrischen Kurzschlussstrom (SCCA) an der Sekundärseite des Transformators.

100 kVA 480 V (4,5 %Z):2.673 A SCCA
Schalter-Nennwert:mind. 10 kA AIC
f_r = 1 / (2π √(LC))

LC-Resonanzfrequenz

Bestimmen Sie Resonanzfrequenz und charakteristische Reaktanz für LC-Schwingkreise und HF-Filter.

1 mH + 10 µF Schwingkreis:1,591.55 Hz
Impedanz bei Resonanz:10.0 Ω
E = ½ C V² • Q = C V

Gespeicherte Energie im Kondensator

Berechnet die gespeicherte elektrostatische Energie in Joule und die Ladung in Coulomb für Kondensatoren.

100 µF bei 400 V DC:8,00 Joule
Elektrische Ladung:40.0 mC
V_out = V_in × R₂ / (R₁ + R₂)

Spannungsteiler

Berechnen Sie Ausgangsspannung, Stromstärke und Verlustleistung in Widerstandsabschwächern.

12 V Eingang (10 kΩ / 3,3 kΩ):2,98 Volt
Schaltungsstrom:0.90 mA
V_G = V_in × [ΔRatio]

Wheatstone-Brücke

Berechnen Sie die galvanometrische Differenz-Ausgangsspannung und den Abgleichwiderstand für Brückensensoren.

5 V Eingang (1 kΩ Brücke / 1,05 kΩ R4):+12,20 mV Offset
Abgleichwiderstand:1,000.0 Ω
kW = BTU / 3412.14

Elektrische Raumheizung

Ermitteln Sie die erforderliche Heizleistung in kW und die Dimensionierung des eigenen 240-V-Leitungsschutzschalters für Räume.

1.000 cu ft + 30 °F Anstieg:2,98 kW (10.175 BTU)
Schalterdimensionierung (125 %):16 A zweipolig
Rechnung = Leistung + Energie

Tarif & Spitzenlast

Berechnen Sie gewerbliche Stromrechnungen aus Leistungspreisen für die 15-Minuten-Spitzenlast in kW und dem kWh-Verbrauch.

45 kW Spitze + 12k kWh:1.522,50 $ gesamt
Gemischter Tarifpreis:0,127 $ / kWh
λ = v / f • ¼λ = λ / 4

Frequenz & Wellenlänge

Rechnet die Frequenz in die physikalische Wellenlänge λ um und berechnet die Länge einer Viertelwellen-Antenne.

100 MHz UKW-Radio:λ = 3.00 m
Viertelwellen-Antenne:29,5 Zoll
τ = R × C

RC-Zeitkonstante

Berechnen Sie die RC-Zeitkonstante τ beim Laden/Entladen (63,2-%-Schwelle) und die Zeit bis zur vollständigen Ladung bei 5τ.

10 kΩ + 100 µF:τ = 1.000 s
5τ vollständig geladen:5,000 Sekunden
τ = L / R

RL-Zeitkonstante

Berechnen Sie die Zeitkonstante τ eines RL-Kreises, die Anstiegszeit des Magnetfelds und die gespeicherte Energie.

10 mH + 50 Ω:τ = 0.200 ms
5τ eingeschwungen:1.000 ms
dBm = 10 log₁₀(P / 1mW)

Dezibel (dBm / dBu / dBV)

Rechnen Sie HF-Leistung in Milliwatt in dBm um sowie Wechselspannungen in dBu- / dBV-Pegel.

10 mW HF-Ausgang:+10.00 dBm
Spannung (50 Ω):0.707 Vrms
δ = √(ρ / (π f μ))

Skin-Effekt & Eindringtiefe bei Wechselstrom

Berechnet die Skin-Tiefe bei Wechselstrom in Kupfer- und Aluminiumleitern über verschiedene Betriebsfrequenzen.

Kupfer bei 60 Hz:δ = 8.47 mm
Kupfer bei 1 MHz:δ = 0.066 mm
N_p / N_s = V_p / V_s

Windungszahlverhältnis des Transformators

Berechnen Sie das Windungszahlverhältnis von Primär- zu Sekundärseite, die Ausgangsspannung beim Herunter-/Hochtransformieren und die Stromübersetzung.

240 V auf 12 V herabsetzen:Verhältnis 20:1
Sekundärstrom:20× Primärstrom
R_Y = R_Δ / 3

Dreieck-Stern-Umwandlung (Δ-Y)

Wandeln Sie symmetrische oder unsymmetrische Dreieck-Widerstandsnetzwerke in äquivalente Sternschaltungen um.

Symmetrisches 30-Ω-Dreieck:10,0 Ω Sternzweig
Leistungsbilanz:100 % äquivalent
1/R_eq = 1/R₁ + 1/R₂

Reihen- & Parallelnetzwerke

Berechnen Sie den Gesamtersatzwiderstand und die Gesamtersatzkapazität für Reihen-/Parallelschaltungen.

100 Ω || 100 Ω parallel:50,0 Ω gesamt
100 Ω + 100 Ω in Reihe:200,0 Ω gesamt
A_v = 1 + (R_f / R_in)

Spannungsverstärkung des Operationsverstärkers

Spannungsverstärkung und Ausgangsspannung von nichtinvertierenden und invertierenden Operationsverstärkern mit Gegenkopplung.

Rf=10k, Rin=1k (nichtinvertierend):Verstärkung A_v = 11,0
Verstärkung in Dezibel:20.83 dB
X_L = 2π × f × L

Induktive Reaktanz (X_L)

Berechnet die induktive Wechselstrom-Reaktanz in Ohm und die gespeicherte magnetische Energie in Joule.

10 mH bei 60 Hz:X_L = 3.77 Ω
10 mH bei 1 kHz:X_L = 62.83 Ω
X_C = 1 / (2π f C)

Kapazitive Reaktanz (X_C)

Berechnen Sie die kapazitive Wechselstrom-Reaktanz in Ohm für die Entkopplung von Netzteilen und die Wechselstromfilterung.

10 µF bei 60 Hz:X_C = 265.26 Ω
10 µF bei 1 kHz:X_C = 15.92 Ω
kW = (3600 × N) / (Kh × T)

Zählerimpulse & Momentanlast

Berechnen Sie den aktuellen Stromverbrauch aus der Kh-Konstante der Zählerscheibe oder aus den optischen LED-Impulsen.

10 Impulse in 30 s (Kh 1,0):1,20 kW Last
Stromaufnahme (230 V):5,22 A
Strombelastbarkeit ≈ Fläche × Dichte

Strombelastbarkeit von Kupfer- & Alu-Sammelschienen

Bestimmen Sie die maximale Strombelastbarkeit von massiven Sammelschienen aus Kupfer und Aluminium.

1/4" × 2" Kupferschiene:500 A
Aluminiumschiene:375 A
R_g = (ρ / 2πL) [ln(8L/d)-1]

Erdungswiderstand eines Erdstabs

Berechnet den Erdungswiderstand einer Erdungselektrode anhand des spezifischen Bodenwiderstands (Ω·m) nach IEEE 80.

8-ft-Stab in Boden mit 100 Ω·m:27,8 Ω Widerstand
NEC-250.53-Regel:25 Ω Zielwert
I = 0.048 × ΔT^0.44 × A^0.725

Leiterbahnbreite auf Leiterplatten (IPC-2221)

Berechnen Sie die erforderliche Kupferleiterbahnbreite auf Leiterplatten für Zielstrom und Temperaturanstieg.

3 A bei 10 °C Anstieg (1 oz Cu):52,4 mil (1,33 mm)
2 oz Kupfer:26,2 mil (0,67 mm)
f = 1.44 / ((R₁ + 2R₂) C)

NE555-Timer astabil

Berechnen Sie Pulsfrequenz, Periodendauer, High-/Low-Zeit und Tastverhältnis für Schaltungen mit dem NE555-Timer-IC.

R1=1k, R2=10k, C=100nF:f = 685.7 Hz
Tastverhältnis:52,4 % High
I_N = √(ΣI² - ΣI_a I_b)

Unsymmetrischer Neutralleiter im Drehstromnetz

Berechnet den Neutralleiterstrom, der bei unsymmetrischen 4-Leiter-Drehstromlasten entsteht.

Phase A=100 A, B=80 A, C=60 A:I_N = 34,6 A
Symmetrische Lasten:I_N = 0 A
P_AC = P_DC × Wirkungsgrad %

Solar-Wechselrichter-Ausgang

Berechnen Sie die Wechselstrom-Ausgangsleistung, den DC-Abregelungsverlust des Generators und den gewichteten CEC-Wirkungsgrad des Wechselrichters.

5 kW DC bei 97,5 % Wirkungsgrad:4,875 kW AC
Wärmeverlust:125 Watt
Zeit = kWh / (kW × Wirkungsgrad)

Ladezeit für Elektroautos

Berechnen Sie die Ladedauer von E-Auto-Batterien für Level 1 (120 V), Level 2 (240 V AC) und Level 3 (DC-Schnellladen).

60 kWh bei 7,2 kW (L2):9,2 Stunden
DC-Schnellladen 50 kW:1,3 Stunden
T = 9550 × kW / rpm

Motordrehmoment & Leistung

Wellendrehmoment in N·m und lb·ft aus Motorleistung und Drehzahl, mit Wirkungsgrad, Verlusten und Scherspannung der Welle.

37 kW bei 1480 U/min:238.8 N·m
Imperial:176.1 lb·ft
S = (Ns − Nr) / Ns

Motorschlupf & Drehzahl

Synchrondrehzahl, Schlupf in Prozent und Läuferfrequenz aus Netzfrequenz, Polzahl und Läuferdrehzahl.

4-polig, 60 Hz, 1750 U/min:2,78 % Schlupf
Läuferfrequenz:1.67 Hz
N = 120 f (1 − S) / P

VFD-Frequenz & Drehzahl

Wellendrehzahl, V/Hz-Spannung und Drehmoment-Derating bei niedriger Drehzahl für Lasten mit konstantem und variablem Drehmoment.

1750-U/min-Motor bei 30 Hz:875 U/min
Spannung:230 V (7.67 V/Hz)
LRA = kVA/HP × HP × 1000 / (√3 V)

Motor-Einschaltstrom & LRA

Anlaufstrom bei Direkt-, Stern-Dreieck- und Sanftanlauf, mit Hinweisen zum Ansprechen des Schalters.

50 PS, 460 V, Code G (DOL):395 A
Einschaltstrom / FLA:6.07 ×
C = P η / (2π f V²)

Motor-Betriebskondensator

Dimensionierung von Betriebs- und Anlaufkondensatoren in µF mit minimaler Wechselspannungsfestigkeit für Einphasenmotoren.

1 PS bei 230 V 60 Hz:26.2 µF
Nennwert:mind. 370 V AC
R = V_DC² / P_peak

Bremswiderstandsrechner

Dynamischer Bremswiderstand in Ohm und Dauer-Nennleistung in Watt aus Zwischenkreisspannung, Rückspeiseleistung und Einschaltdauer.

30 kW Spitze bei 750 V DC:18.75 Ω
Dauerbetrieb (10 % ED):3.0 kW
P = (C × 2π f V²) / 10⁶

Motorleistung aus Betriebskondensator

Bestimmen Sie die Leistung eines Einphasenmotors in Watt, PS und kW anhand der Mikrofarad-Angabe (µF) seines Betriebskondensators.

45 µF bei 230 V 50 Hz:748 W (1,0 PS)
Formel:Umgekehrt: Betriebskondensator
C_start ≈ 3.5 × C_run

Motor-Anlaufkondensator

Berechnen Sie die Nennkapazität des Anlaufkondensators (µF) für Einphasenmotoren vom Typ CSCR / CSIR mit hohem Anlaufmoment.

1 PS bei 230 V 50 Hz:157 µF (135–180 µF)
Tastverhältnis:Kurzzeitbetrieb 250 V–330 V
P = (C_start × 2π f V²) / (3.5 × 10⁶)

Motorleistung aus Anlaufkondensator

Ermitteln Sie die Motorleistung in Watt, PS und kW anhand der Kapazität (µF) des Anlaufkondensators.

160 µF @ 230V 50Hz:760 W (1.02 HP)
Formel:Anlaufkondensator (Umkehrung)
THD % = √(ΣV_n²) / V₁ × 100

Gesamte harmonische Verzerrung (THD)

Berechnet die gesamte harmonische Spannungs- und Stromverzerrung in Prozent nach IEEE 519.

V1=230V, V3=11.5V, V5=4.6V:THD = 5.38%
IEEE-519-Norm:Grenzwert 5%
η = P_out / (P_out + P_loss)

Transformator-Wirkungsgrad & Verluste

Berechnen Sie Betriebswirkungsgrad, Eisenverluste, Kupferverluste und den Lastpunkt des maximalen Wirkungsgrads eines Transformators.

100 kVA bei 75% Last (0.8 PF):98.48% Wirkungsgrad
Verluste (250W Eisen / 1.2kW Cu):925 W gesamt
kVA_VV = √3 × kVA_1φ

Leistung in V-Schaltung (offenes Dreieck)

Ermitteln Sie die dauerhafte Dreiphasenleistung bei Notbetrieb mit zwei Einphasentransformatoren in offener Dreieckschaltung.

2 × 50 kVA Transformatoren:86.6 kVA dreiphasig
Leistungsverhältnis der Bank:57.7% des vollen Dreiecks
IEEE Std 80 Erdungsanlage

Erdungsanlage für Umspannwerke

Berechnen Sie den Erdungswiderstand einer Umspannwerks-Erdungsanlage anhand von spezifischem Bodenwiderstand, Anlagenfläche und Leiterlänge.

100 Ω·m, 500 m² Anlagenfläche:R_g = 2.31 Ω
IEEE-80-Zielwert:< 1.0 Ω empfohlen
S = √(I² × t) / k

Kabelquerschnitt bei Kurzschluss

Berechnen Sie den minimalen Leiterquerschnitt (mm²), der der thermischen Belastung durch den Fehlerstrom nach IEC 60364-5-54 standhält.

10 kA Fehlerstrom bei 0.1 s (Cu/XLPE):22.1 mm² (empf. 25mm²)
Normkonformität:IEC 60364 adiabatisch
NEMA-Kennbuchstabe Einschaltstrom

Blockierstrom des Motors

Berechnen Sie den Anlaufstrom (LRA) eines Motors anhand der NEMA-Kennbuchstaben für kVA/PS.

10 PS bei 460V dreiphasig (Code G):LRA = 74.1 A
Einschalt-kVA:59 kVA beim Anlauf
t_accel = J ΔN / (9.55 T)

Stern-Dreieck-Umschaltzeit

Berechnen Sie die Hochlaufzeit des Motors und die empfohlene Zeitverzögerung für die Stern-Dreieck-Umschaltung.

J = 2.5 kg·m², 1450 U/min, 80 N·m:4.74 s Hochlaufzeit
Zeitverzögerung:5.2 Sekunden einstellen
NEC 430.32 Ansprechwert

Thermisches Überlastrelais

Berechnen Sie die Einstellung des thermischen Motorschutzrelais und die Auslösezeit der Auslöseklasse nach NEC.

25A Nennstrom, Betriebsfaktor 1.15:31.25 A einstellen
Auslöseklasse 10:≤ 10s bei 600% Nennstrom
N_s = 120 f / P

FU-Motordrehzahl & Schlupf

Berechnen Sie synchrone Drehzahl, tatsächliche Rotordrehzahl und Schlupf über verschiedene Betriebsfrequenzen eines Frequenzumrichters.

4 Pole bei 50 Hz (1440 U/min):N_s = 1500 U/min
Rotorschlupf:4.0% (60 U/min Schlupf)
NEC 690.7 Temperatur-Voc

Kalte Leerlaufspannung des Solarstrings

Berechnen Sie die maximal zu erwartende Leerlaufspannung von Solarstrings bei der niedrigsten Umgebungstemperatur am Standort.

450V STC-Voc bei -10°C (-0.28%/°C):Max. Voc = 494.1 V
Wechselrichter-Auslegung:< 500V max. Eingang
MPPT- vs. PWM-Auslegung

Solar-Laderegler

Berechnen Sie die erforderliche Strombelastbarkeit des Ladereglers und wählen Sie die optimale Technologie, MPPT oder PWM.

1200W Modulfeld an 24V-Batterie:Erforderlich: 62.5 A
Empfohlener Regler:80A-MPPT-Gerät
Laufzeit nach Peukert-Gesetz

Peukert-Kapazität der Batterie

Berechnen Sie die tatsächliche Laufzeit und nutzbare Kapazität einer Batterie bei dauerhaft hohem Entladestrom.

100Ah bei 20h (15A Last, k=1.15):5.65 Stunden Laufzeit
Effektive Kapazität:84.8 nutzbare Ah
NEC 625 125%-Regel

Ladekreis für Elektrofahrzeuge dimensionieren

Berechnen Sie Leitungsschutzschalter und minimalen Leiterquerschnitt für Level-2-Ladestationen für Elektrofahrzeuge nach NEC Artikel 625.

7.2 kW Ladegerät bei 240V AC:30A Last / 37.5A erforderlich
Schutzschalter & Leitung:40A 2P (8 AWG Cu)
IEC 61643-11 SPD

Überspannungsschutz (SPD)

Berechnen Sie die maximale Dauerbetriebsspannung (Uc) und das Ableitvermögen (In/Imax) für Verteilerschränke.

230V TN-S-System (Typ 2):U_c ≥ 265V AC
Ableitvermögen:In=20kA, Imax=40kA
Lumen-Methode

Lumenbedarf der Innenbeleuchtung

Berechnen Sie die erforderliche Anzahl an LED-Leuchten für die gewünschte Beleuchtungsstärke (Lux) in Innenräumen.

500 Lux Ziel bei 50 m² Fläche:52,083 Lumen erforderlich
Leuchtenanzahl (je 4000lm):14 LED-Leuchten
Selektivitätsreserve

Selektivitätsreserve von Schutzschaltern

Prüfen Sie das Selektivitätsverhältnis von Überstromschutzschaltern, um Fehlauslösungen des vorgeschalteten Hauptschalters zu vermeiden.

100A Haupt / 20A Abzweig (1.5kA):5.0:1 Verhältnis (BESTANDEN)
Koordination:Nur Abzweig löst aus
Z-Diode als Parallelregler

Z-Dioden-Spannungsregler

Berechnen Sie den Vorwiderstand (Ω) und die maximale Verlustleistung der Z-Diode (mW) für Parallelregler.

12V-15V Eingang auf 5.1V Z-Diode (50mA):R_s = 125.5 Ω
Verlustleistung der Z-Diode:P_z = 377 mW
θ_SA thermisch °C/W

Kühlkörper-Dimensionierung

Berechnen Sie den maximal zulässigen Wärmewiderstand des Kühlkörpers (°C/W), um eine thermische Zerstörung des Halbleiters zu verhindern.

15W bei 125°C Tj (40°C Umgebung):θ_JA = 5.67 °C/W
Erforderlicher Kühlkörper:θ_SA ≤ 3.67 °C/W
N = √(L_nH / A_L)

Anzahl der Windungen bei Ferritkern-Induktivität

Berechnen Sie die Windungszahl N des Kupferlackdrahts für Ringkerne und Spulenkörper-Ferritkerne anhand der AL-Induktivitätsfaktoren des Herstellers.

100 µH Ziel (A_L = 250 nH/t²):100,000 nH
Windungszahl:N = 20 Windungen
IEEE C57.110 K-Faktor

Transformator-K-Faktor

Berechnen Sie den K-Faktor aus den Oberschwingungsströmen nichtlinearer Lasten, um Überhitzung von Neutralleiter und Kern des Transformators zu vermeiden.

Oberschwingungen: 3. (15%), 5. (25%):K-Faktor = 4.01
Empfohlene Auslegung:K-4-Transformator
T- & π-Dämpfungsglieder

HF-/Audio-Dämpfungsglied

Berechnen Sie die Widerstandswerte (Ω) für symmetrische T- und Pi-Dämpfungsglieder mit angepasster Impedanz.

6 dB Dämpfung bei 50 Ω (T-Glied):K-Verhältnis = 1.995
Widerstände:R1=R2=16.6Ω, R3=66.9Ω
kWh = W × h / 1000

Energiekosten von Geräten

Tägliche, monatliche und jährliche Betriebskosten eines beliebigen Geräts mit Einschaltdauer und Standby-Verbrauch.

Standardlast:7.36 kWh/Tag
Monatliche Kosten:33.12
Fuel = a·P_rated + b·P_load

Kraftstoffverbrauch von Generatoren

Diesel-, Gas- und Flüssiggasverbrauch in Abhängigkeit von der Last, mit Kosten pro erzeugter kWh.

100 kW Aggregat bei 75 kW:21.0 L/h
Spezifischer Verbrauch:0.280 L/kWh
kVA = kW / PF

Blindleistungsstrafe

Strafzuschlag des Versorgers bei niedrigem Leistungsfaktor, kVA-Abrechnungsvergleich und Amortisation von Kondensatoren.

500 kW bei 0.78 PF:1,026 / Monat
Abrechnungsmodell:kVA-Bedarf
Payback = cost / savings

LED-Einsparung & Amortisation

Rentabilität einer LED-Umrüstung inklusive Arbeitskosten für den Leuchtmitteltausch, Kühllastgutschrift und einfacher Amortisation.

Standard-Umrüstung:11.1 Monate
Jährliche Einsparung:6,677
kWh = load × days / DoD

Batteriespeicher

Ah- und kWh-Auslegung mit Autonomiezeit, Entladetiefe und Vergleich von Blei-Säure und LiFePO4.

48 V Bank:24.2 kWh
Aufbau:4S × 3P
DC/AC-Verhältnis & MPPT-Fenster

Netzgekoppelter Wechselrichter

DC/AC-Verhältnis, Clipping-Verluste und Anpassung des MPPT-String-Bereichs.

DC/AC 1.20:~0.7% Clipping
String-Bereich:5–14 Module
Kosten/Meile vs. Benzin

Reichweite & Ladekosten von E-Autos

Kosten pro Meile bei E-Autos im Vergleich zu Benzin, mit Break-even-Preisen für Strom und Kraftstoff.

E-Auto-Kosten:$0.051 / mi
Benzin:$0.117 / mi
VD = 2 × I × R × L

Spannungsfall bei Solarleitungen

Spannungsfall von PV-Strings und DC-Kabeln mit Auswahl nach AWG und mm².

300 V, 9.6 A, 300 ft 6 AWG:0.94% Spannungsfall
Mindestquerschnitt:8 AWG
Neigung aus Breitengrad

Solar-Neigung & Azimut

Optimale Neigung, wahrer Azimut und Reihenabstand zur Wintersonnenwende für einen Standort.

40°N ganzjährig:33.5° Neigung
Reihenabstand:3.29 m
T = 1.1 × R × C

555-Timer monostabil

Impulsbreite eines Monoflops aus R und C, mit Prüfung von Trigger und Belastung.

100 kΩ, 10 µF:1.10 s
Formel:T = 1.1 R C
C_ges & Spannungsverteilung

Kondensatoren in Reihen- & Parallelschaltung

Ersatzkapazität und Spannungsverteilung bei in Reihe geschalteten Kondensatoren.

Standardnetzwerk:319.7 µF
Prüfung:80%-Spannungsregel
L_ges mit Kopplung k

Induktivitäten in Reihen- & Parallelschaltung

Ersatzinduktivität mit Gegeninduktivität und Bestimmung des Kopplungsfaktors.

Reihenschaltung gleichsinnig, k = 0.9:38 µH
Gegeninduktivität M:9 µH
Γ = (ZL − Z0) / (ZL + Z0)

VSWR & Rückflussdämpfung

Reflexionsfaktor, VSWR, Rückflussdämpfung und Fehlanpassungsdämpfung.

VSWR 2:1:9.54 dB RL
Reflektierte Leistung:11.1%
Z0, ε_eff

Mikrostreifen-Impedanz

Wellenwiderstand und effektive Dielektrizitätskonstante aus der Geometrie von Leiterbahnen.

FR-4, 3 mm über 1.6 mm:50.2 Ω
ε_eff:3.33
λ = c / f

Dipol-Antennenlänge

Längen von Halbwellen- und Viertelwellendipol mit Anpassung durch den Verkürzungsfaktor.

146 MHz Dipol:0.975 m
7.1 MHz Dipol:65.9 ft
FSPL = 20 log(4πd/λ)

Friis & Freiraumdämpfung

Freiraumdämpfung, Empfangsleistung und Link-Reserve einer Funkstrecke.

2.4 GHz, 1 km:FSPL 100.05 dB
Link-Reserve:34.9 dB