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Stromarten

Drehstrom

Auch bekannt als: Dreiphasen-Wechselstrom, Dreiphasenstrom, 3-phasig, AC3, Starkstrom

Symbol

3~ oder AC3 V, 400 V Außenleiter-Außenleiter bei 50 Hz

Kurzantwort

Ein System aus drei um 120° phasenverschobenen Wechselströmen mit 400 V zwischen den Außenleitern — Grundlage der industriellen Energieversorgung.

Orientierungshilfe · Prüfung durch Elektrofachkraft erforderlich Mehr →
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Drehstrom ändert in jeder Berechnung dieser Site die Formel: Faktor √3 statt 2 beim Spannungsfall, drei belastete Adern beim Häufungsfaktor, andere Grenzwerte bei der Abschaltbedingung. Alle betroffenen Werkzeuge stehen im Verzeichnis der Elektrotechnik-Rechner .

Formel-Referenz

Wie hängen die drei Phasen L1, L2 und L3 zusammen?

Drehstrom besteht aus drei Wechselspannungen gleicher Höhe und Frequenz, die zeitlich um je ein Drittel der Periode versetzt sind: 120°, bei 50 Hz also rund 6,7 ms. Gegen den Neutralleiter misst jede Phase 230 V. Zwischen zwei Außenleitern liegt die Differenz zweier Zeiger, und die ist √3-mal so lang wie ein einzelner Zeiger — daher die 400 V. Einphasiger Wechselstrom ist genau eine dieser drei Spannungen gegen N.

Schaubild Drehstrom: drei Sinusspannungen L1, L2 und L3 um je 120° phasenverschoben über eine Periode, daneben das Zeigerdiagramm mit 230 V je Phase und 400 V zwischen zwei Außenleitern
Drehstrom: drei Wechselspannungen, je um 120° versetzt. Gegen den Neutralleiter misst jede Phase 230 V (Scheitelwert √2 · 230 V ≈ 325 V), zwischen zwei Außenleitern √3 · 230 V ≈ 400 V. Einphasiger Wechselstrom nutzt nur eine dieser Spannungen. Linienfarben wie die Aderfarben L1 braun, L2 schwarz, L3 grau. Eigene Darstellung. Grafik: TGB Automation, frei nutzbar unter CC BY 4.0.

Ausführliche Definition

Drehstrom besteht aus drei Wechselspannungen, die um je 120° phasenverschoben sind — L1, L2 und L3. Zwischen zwei beliebigen Außenleitern liegen 400 V, zwischen einem Außenleiter und dem Neutralleiter 230 V. Die Summe der drei Ströme ist bei symmetrischer Last null, weshalb der Neutralleiter bei reinen Drehstromverbrauchern gar nicht belastet wird. Bei gleichem Strom je Leiter überträgt Drehstrom die dreifache Leistung gegenüber einphasigem Wechselstrom und halbiert zugleich den prozentualen Spannungsfall — in der Formel steht √3 statt 2, und bezogen wird auf 400 statt 230 V. Er ist Standard für Herd, Durchlauferhitzer, größere Wallboxen, CEE-Industrieverbraucher und drehstrombetriebene Motoren.

Welches Kabel brauche ich für einen Drehstrom-Anschluss?

Fest verlegt ist die Mantelleitung NYM-J mit fünf Adern der Regelfall (L1, L2, L3, N, PE), im Erdreich und bei großen Querschnitten das Erdkabel NYY-J, für bewegliche CEE-Verlängerungen die Gummischlauchleitung H07RN-F. Die Aderzahl ist damit gesetzt — offen bleibt der Querschnitt, und der hängt an Strom und Leitungslänge. Die Tabelle zeigt beides für unsere dreiphasigen Anwendungsfälle, jeweils bei der angegebenen Länge gerechnet.

Verbraucher Strom je Außenleiter Länge Leitung Absicherung
Wallbox 11 kW 15,9 A 20 m NYM-J 5×2,5 B16 (3-polig)
Wallbox 22 kW 31,8 A 20 m NYM-J 5×6 B32 (3-polig)
Elektroherd 16,0 A 10 m NYM-J 5×2,5 B16 (3-polig)
Durchlauferhitzer 21 kW 30,3 A 8 m NYM-J 5×6 B32 (3-polig)
Wärmepumpe 9 kW 13,7 A 25 m NYM-J 5×2,5 C16 (3-polig)
CEE 32 A Industrie 32,0 A 25 m NYM-J 5×6 C32 (3-polig)
CEE 63 A 62,5 A 30 m NYY-J 5×16 63 A Sicherung NH0
CEE 125 A 124,9 A 20 m NYY-J 5×50 125 A Sicherung NH1
Gartenhaus-Zuleitung 11,2 A 30 m NYY-J 5×2,5 B13 (3-polig)
Sauna 9 kW 13,0 A 12 m NYM-J 5×2,5 B13 (3-polig)

Strom je Außenleiter aus I = P / (√3 · U · cos φ), Querschnitt aus dem kombinierten Kriterium Strombelastbarkeit plus Spannungsfall-Grenze nach DIN VDE 0100-520 — dieselbe Rechnung wie auf den verlinkten Rechner-Seiten. Andere Länge, Verlegeart oder Umgebungstemperatur ändern das Ergebnis: dann im Kabelquerschnitt-Rechner mit den eigenen Werten nachrechnen. Für eine bewegliche CEE-Verlängerung zeigt die CEE-32-A-Seite, warum 4 mm² und 6 mm² unterschiedlich weit reichen.

Typische Werte und Bandbreite

Typischer Bereich 400 V zwischen Außenleitern (Deutschland)
Untergrenze Nicht unter 400 V im Niederspannungsnetz
Obergrenze bis 690 V in Industrienetzen, darüber Mittelspannung

Interaktive Grafik

Kurve zeigt die Wirkleistung P in kW als Funktion des Stroms je Außenleiter. Der Spannungs-Umschalter vergleicht 400 V Drehstrom mit 230 V einphasig, der Schieberegler passt cos φ an.

Drehstrom-Leistung gegen Strom — 400 V trägt das Dreifache
Strom je Außenleiter 16 AP = 10,5 kW
Drehstrom-Leistung gegen Strom — 400 V trägt das DreifacheP in Abhängigkeit von Strom je Außenleiter, 50 Punkte.113263851630,011,623,234,846,4Strom je Außenleiter [A]P [kW]16 A · 10,5 kW
16 A
0,95

Beispiel: bei Strom je Außenleiter = 16 A ergibt sich P = 10,5 kW.

Bei 400 V Drehstrom gilt P = √3 · U · I · cos φ — bei 16 A und cos φ = 0,95 sind das rund 10,5 kW. Einphasig an 230 V liefert derselbe Strom nur etwa 3,5 kW, also ein Drittel. Genau dieser √3-Faktor macht Drehstrom für Herd, Wallbox und Motoren unverzichtbar: dreifache Leistung bei gleichem Leiterstrom.

Anwendung in unseren Rechnern

Unsere Anwendungen Wallbox 11 kW und 22 kW, Elektroherd, Wärmepumpe und Durchlauferhitzer nutzen Drehstrom mit 400 V. Der Strom je Außenleiter ist I = P / (√3 · U · cos φ). Im Spannungsfall-Rechner wird der √3-Faktor automatisch angewendet; bei gleicher Leistung ergibt sich dadurch ein deutlich geringerer Spannungsfall als bei einphasiger Versorgung.
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Häufige Missverständnisse

Häufige Verwechslung: 400 V ist die Spannung zwischen zwei Außenleitern, nicht der Spannungsunterschied zwischen einem Außenleiter und der Erde — der beträgt 230 V. Auch der √3-Faktor in der Leistungsformel P = √3 · U · I · cos φ geht oft schief: Wer ihn vergisst, rechnet 42 % zu wenig Leistung; wer 3 · 400 V ansetzt, 73 % zu viel.

Passendes Material

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Häufige Fragen

Fachliche Details zu dieser Berechnung

Was ist der Unterschied zwischen Drehstrom und Wechselstrom?
Wechselstrom ist eine einzelne Wechselspannung von 230 V zwischen Außenleiter und Neutralleiter. Drehstrom besteht aus drei um je 120° versetzten Spannungen L1, L2 und L3: 400 V zwischen zwei Außenleitern, 230 V gegen N. Bei gleichem Strom je Außenleiter überträgt ein Drehstromkreis die dreifache Leistung eines 230-V-Stromkreises, bei 16 A und cos φ = 1 rund 11,1 kW statt 3,7 kW. In der Spannungsfall-Formel steht zudem √3 statt 2.
Warum ist 400 V = √3 · 230 V?
Geometrisch: Zwischen zwei um 120° phasenverschobenen Sinusspannungen mit je 230 V Effektivwert liegt eine Differenzspannung, die aus der Vektorsumme folgt. Der Faktor √3 ≈ 1,732 ergibt sich aus der Trigonometrie des gleichseitigen Dreiecks der Phasenzeiger.
Brauche ich für jede Wallbox Drehstrom?
Nicht zwingend. Wallboxen bis 7,4 kW sind auch einphasig möglich. Ab 11 kW ist Drehstrom praktisch Pflicht, weil einphasige 11-kW-Ladung über 48 A Strom erfordern würde — kein Kabel und keine Steckvorrichtung ist dafür ausgelegt. Drehstrom teilt die Last auf drei Phasen auf.
Was ist der Unterschied zwischen Drehstrom und Starkstrom?
In der Umgangssprache werden beide Begriffe synonym verwendet. Technisch korrekt ist Drehstrom: das dreiphasige Wechselstromsystem mit 400 V. Starkstrom ist kein normativer Begriff und wird in der Fachliteratur vermieden.

Nächste Schritte

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Siehe auch

Verwandte Begriffe im Lexikon.

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