Spanningsval

Betekenis

Spanningsval (ook spanningsverlies) is het verlies aan spanning langs een elektrische geleider door de weerstand van die geleider. Het volgt uit de wet van Ohm: U = I × R. Hoe groter de stroom of de weerstand van de leiding, hoe groter de spanningsval.

De absolute spanningsval hangt af van stroom en weerstand, niet van de bronspanning zelf. Relatief is het effect daardoor groter bij lage spanningen: hetzelfde spanningsverlies weegt zwaarder op een 12 V-circuit dan op 230 V.

Toepassing

Spanningsval speelt mee bij het ontwerp en de controle van installaties:

• dimensionering van leidingsdoorsnede en kabellengte
• keuze van plaatsing van transformatoren t.o.v. verbruikers (o.a. ZLVS-verlichting)
• beoordeling of toestellen aan het einde van een lange leiding nog voldoende spanning krijgen
• energieverlies en opwarming van kabels (verliesvermogen wordt warmte)

Werking / principe

De weerstand van een geleider stijgt met de lengte en daalt met de doorsnede (en hangt af van het materiaal). Bij gegeven stroom I veroorzaakt weerstand R een spanningsval ΔU = I × R. Aan het einde van de leiding blijft dan U_einde ≈ U_bron − ΔU (heen- en terugweg meetellen waar van toepassing).

Voorbeeld: een kopergeleider van 200 m met R = 2,33 Ω en I = 10 A geeft ΔU = 23,3 V. Bij een bronspanning van 250 V resteert ongeveer 226,7 V.

Eisen / regelgeving

Volgens gangbare normen in Nederland en België mag het spanningsverlies bij normaal bedrijf doorgaans niet meer bedragen dan 5% van de nominale spanning. Voor verlichtingsinstallaties wordt vaak maximaal 3% aanbevolen.

Bij zeer lage veiligheidsspanning (bijv. 12 V) is spanningsval extra kritisch. In Vinçotte-richtlijnen voor dergelijke circuits wordt voor berekeningen vaak een maximale spanningsval van ±3% bij 12 V gehanteerd, in functie van stroombaanlengte en leidingsdoorsnede.

Aandachtspunten

• Langere of dunnere leidingen verhogen de spanningsval; dikkere doorsnede of kortere lengte verlaagt ze.
• Plaats een transformator dicht bij de lamp om spanningsval te beperken, zonder dat de lamp de transformator onnodig opwarmt.
• Kies de leidingsdoorsnede op basis van stroom én toelaatbare spanningsval, niet alleen op stroomsterkte.
• Spanningsverlies in kabels wordt warmte: correcte doorsnede is ook een veiligheidsaspect.
• Op hoge spanning is het relatieve verlies kleiner; daarom worden grote afstanden op hogere spanning getransporteerd.

Relatie tot andere onderdelen van de installatie

Spanningsval hangt samen met nominale stroom, kabeltype (VOB, XVB, …), fase-/nulgeleiders en (bij ZLVS) de afstand tussen veiligheidstransformator en verbruiker.