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Ratgeber
Sie sind zweifellos die Basis nahezu jeder elektrotechnischen Anwendung. Einzeladern, Drähte und Litzen übertragen Strom – und damit Energie zum Betrieb elektrischer Anlagen oder in Form von Signalen zur elektronischen Kommunikation. Damit dies möglichst verlustarm und fehlerfrei gelingt, müssen diese Komponenten je nach Einsatzbereich bestimmte Voraussetzungen erfüllen. In diesem Ratgeber machen wir Sie mit den wichtigsten Kriterien vertraut,
Der Begriff Einzelader steht für einen Draht oder eine Litze, die nur eine einzige Form von Strom transportiert, zum Beispiel als Außenleiter im Wechselstromnetz oder als Leitung für den Strom aus dem Minuspol einer Batterie. In der Praxis sind Einzeladern eher selten zu finden, sie treten in der Regel zusammen mit einem oder mehreren anderen Einzeladern auf, jede für sich isoliert und üblicherweise mit einer gemeinsamen Außenisolierung als Kabel konfektioniert.
Ein jedem bekanntes Kabel ist zum Beispiel das Netzkabel für elektrische Geräte. Es transportiert den Wechselstrom aus der Steckdose an den verbundenen Verbraucher. Unter der Ummantelung sind zwei oder drei isolierte Einzeladern zu finden, je nachdem, ob es sich um ein Gerätegehäuse aus Kunststoff oder Metall handelt. Metallgehäuse erfordern neben dem Außen- und dem Neutralleiter auch einen Schutzleiter, der Fehlerströme sicher zur Erde ableitet.
Klassisches Material für elektrische Leitungen ist Kupfer, das in manchen Fällen mit Aluminium oder Silber legiert ist oder auch mit Zinn beschichtet sein kann. Kupfer ist ein sehr guter elektrischer Leiter, leicht zu löten und zu 100 Prozent ohne Qualitätsverlust recycelbar.
Generell lassen sich Drähte in zwei Gruppen einteilen: Massivdraht und Litze. Massivdraht ist starr und lässt sich je nach Dicke mehr oder weniger gut biegen, leitet aber den Strom besser. Eine Litzenleitung besteht dagegen aus sehr vielen dünnen Drähten, die miteinander verflochten und sehr flexibel sind. Litzendraht ist weniger anfällig für Brüche, er eignet sich daher für Leitungen, die häufig gebogen werden, Netzkabel und Messleitungen beispielsweise. Massivdrähte dienen im Allgemeinen für feste Leitungsinstallationen wie in Gebäuden oder in einer weiträumigen Stromverteilung.
Grundsätzlich gilt: Je dünner die massive Einzelader, desto größer ist ihr elektrischer Widerstand. Ein dicker Draht besitzt somit einen geringeren Widerstand als ein dünner Draht aus demselben Material.
Der Widerstand des Drahtes kann sich allerdings proportional zur Temperatur oder zur Länge des Drahtes ändern.
Zur Bemessung der Drahtgröße sind die beiden Begriffe Durchmesser und Querschnitt üblich. Diese Angaben sind auf keinen Fall zu verwechseln: Der Durchmesser ist ein Längenmaß, der Querschnitt ein Flächenmaß.
Entsprechend lauten die Bezeichnungen Millimeter und Quadratmillimeter. So besitzt die häufig verwendete Aderleitung mit 2,50 Quadratmillimeter Querschnitt einen Durchmesser von lediglich 1,78 Millimeter.
Stromleitungen
Wie bereits erwähnt, besteht ein Kabel aus einer Gruppe isolierten Einzeldrähte, die von einer Ummantelung umgeben sind. Ein typisches Netzstromkabel mit Schutzleiter verfügt über den stromführenden Außenleiter, den neutralen Leiter und einen Leiter für den Erdkontakt. Für den Niederspannungsbereich stehen Stromkabel als Meterware mit unterschiedlichen Querschnitten zur Verfügung.
Flachbandkabel
Sie bestehen aus einer Reihe von Einzeladern, die nebeneinander in Form eines Bandes verbunden sind. Flachbandkabel dienen häufig zu Installation von unter Putz gelegten Stromleitungen.
Koaxialkabel
Koaxialkabel enthalten einen isolierten Mittelleiter aus Massivdraht, der von einer geflochtenen Drahtabschirmung und einem robusten Außenmantel umhüllt ist. Diese Art von Kabel überträgt elektrische Hochfrequenzsignale mit geringen Verlusten. Eine typische Anwendung ist die Übertragung von Fernsehsignalen.
Wickeldraht
Bei einem Wickeldraht handelt es sich um Kupferdraht, der mit einer Lackschicht als Isolierung versehen ist. Mit solchem Kupferlackdraht lassen sich mehrere Lagen Draht zusammenwickeln, ohne dass es zu einem Kurzschluss kommt. Zu einer Spule gewickelt und unter Spannung gesetzt, erzeugt er ein elektromagnetisches Feld. Wickeldraht wird häufig in Transformatoren, Drosselspulen, Motoren, Elektromagneten, Tesla-Spulen und anderen Anwendungen verwendet, die mit Spulen ein elektromagnetisches Feld erzeugen.
Klingeldraht
Klingeldraht ist der Klassiker unter den massiven Drähten. Seine Bezeichnung verdankt er der Verwendung als Stromleitung für Haustürklingeln. Er besteht im Allgemeinen aus einer Einzelader aus Kupfer, die Querschnitte liegen meist unterhalb von 0,15 Quadratmillimeter.
Hinsichtlich ihrer Einsatzmöglichkeiten haben Litzen den Massivdrähten längst den Rang abgelaufen. Zumindest im Bereich von Spannungen im Niedervoltbereich. Da Litzen aus vielen dünnen Einzeldrähten bestehen – manchmal aus einigen Hundert – sind sie sehr flexibel und weitgehend bruchsicher. Litzen finden sich sowohl zur Stromversorgung als auch in Form von Nieder- und Hochfrequenzlitzen zur Übertragung von Signalen.
Netzkabel
Die Struktur als flexible Litze sorgt bei Netzkabeln für Platzersparnis und einfache Handhabung. Litzen lassen sich leicht biegen und dienen spiralförmig gerollt als Netzkabel zum Beispiel bei Elektrorasierern oder Haartrocknern. Bei Steckernetzteilen überträgt eine Litze die auf niedrige Gleichspannung herabgesetzte Stromversorgung elektronischer Geräte.
Messleitungen
Die Leitungen zahlreicher elektrischer und elektronischer Messinstrumente sind in der Regel als einadrige Litze mit passenden Steckelementen ausgeführt. Sollen auch hochfrequente Signale zum Beispiel mit einem Oszilloskop erfasst werden, besitzen die Litzen zusätzlich eine Abschirmung gegen Störfelder.
Schaltdrähte
Niedrige Ströme lassen sich in der Schaltungstechnik auch über Litzen leiten. Durch die im Vergleich mit Massivdrähten größere Oberfläche und den damit verbundenen Skin-Effekt ist allerdings der Widerstand größer. Zu beachten ist bei der Verwendung von Litzen, dass sie bei Schraub- oder Klemmverbindungen über Aderendhülsen konnektiert werden. Ansonsten könnten sich die einzelnen, hauchdünnen Drähte zu sehr auffächern und den Kontakt verschlechtern. Löten ist dagegen recht einfach, wenn das Ende der Litze leicht gezwirbelt wird.
Für Einzeladern, Drähte und Litzen gelten europaweit gültige Abkürzungen, hier die wichtigsten:
SPOFC
Das versilberte und sauerstofffreie Kupfer in diesen Leitungen wird recht häufig für Lautsprecherkabel konfektioniert. Experten sind sich aber nicht einig, ob durch dieses Kupfer die Audiowiedergabe tatsächlich verbessert wird.
Yv
Der klassische Schaltdraht mit verzinntem Kupferleiter und PVC-Aderisolierung nach DIN VDE 0812. Er dient im Allgemeinen als Verbindungsdraht in Fernmeldeanlagen zur Übertragung von Signalen.
CCA
Diese Abkürzung ist vom englischen Copper Clad Aluminium abgeleitet. Sie steht für kupferbeschichtetes Aluminium. CCA-Kabel sind zwar deutlich kostengünstiger als Kupferkabel, leiten den Strom aber schlechter. Der Leitungsquerschnitt sollte deshalb etwa 1,6-fach größer sein.
LiFY
Unter diesem Kürzel sind typische Litzen für Anschluss- und Steuerleitungen im Niederspannungsbereich verfügbar, die Ummantelung besteht im Allgemeinem aus PVC. Feinstdrähtige Messleitungen mit dieser Bezeichnung sind flammwidrig bis maximal bis 70 Grad Celsius. Es handelt sich um die am meisten genutzten Litze für Fernmeldegeräte und elektronische Baugruppen. Es gibt sie auch für niedrigere Temperaturen unter der Bezeichnung LiY.
PTFE
Diese Abkürzung steht für Polytetrafluorethylen, bekannt unter dem Markennamen Teflon. Dieses Isolationsmaterial ist lösungsmittel- und temperaturbeständig bis 260 Grad Celsius.
SiF/GL
Dabei handelt es sich um eine Leitung mit Silikon-Isolierung und einem Glasseidengeflecht zur äußeren mechanischen Verstärkung. Zu finden sind solche Drähte zum Beispiel in der Verdrahtung von Leuchten und in Schaltanlagen und Verteilern.