Amerikansk trådmätare

American wire gauge ( AWG ), även känd som Brown & Sharpe wire gauge , är ett logaritmiskt stegat standardiserat trådmätsystem som använts sedan 1857, främst i Nordamerika , för diametrarna för rund, solid, icke-järnhaltig, elektriskt ledande tråd. Mått på ledningarna anges i ASTM standard B 258. Tvärsnittsarean för varje mätare är en viktig faktor för att bestämma dess strömförande ampacitet .

Ökande mätartal anger minskande tråddiametrar, vilket liknar många andra icke-metriska mätsystem som British Standard Wire Gauge (SWG), men till skillnad från IEC 60228 , den metriska trådstorleksstandard som används i de flesta delar av världen. Detta måttsystem har sitt ursprung i antalet dragoperationer som användes för att producera en given tjocklek av tråd. Mycket fin tråd (till exempel 30 gauge) krävde fler passeringar genom dragformarna än vad tråden 0 gauge gjorde. Tillverkare av tråd hade tidigare proprietära trådmätsystem; utvecklingen av standardiserade trådmätare rationaliserade valet av tråd för ett visst ändamål.

AWG-borden är för en enkel, solid och rund ledare. AWG för en tvinnad tråd bestäms av tvärsnittsarean för den ekvivalenta solida ledaren. Eftersom det också finns små mellanrum mellan trådarna kommer en tvinnad tråd alltid att ha en något större total diameter än en solid tråd med samma AWG.

AWG används också ofta för att specificera kroppspiercingssmyckens storlekar (särskilt mindre storlekar), även när materialet inte är metalliskt.

Formler

Per definition, Nr. 36 AWG är 0,005 tum i diameter och nr. 0000 är 0,46 tum i diameter, eller nästan en halv tum. Förhållandet mellan dessa diametrar är 1:92, och det finns 40 gauge storlekar från den minsta Nr. 36 AWG till den största Nr. 0000 AWG , eller 39 steg. Varje efterföljande måttnummer minskar tråddiametern med en konstant faktor. Alla två angränsande mätare (t.ex. AWG $A$ och AWG $B$ ) har diametrar vars förhållande (dia. $B$ ÷ dia. $A$ ) är ${\sqrt[{39}]{92}}\approx 1,12293 \;,$ medan för mätare två steg ifrån varandra (t.ex. AWGA $,$ AWG $B$ och AWG $C$ ), är förhållandet mellan $C$ och $A$ cirka 1,12293 ² ≈ 1,26098.

Diametern på en AWG- tråd bestäms enligt följande formel:

d_{n}=0,005\;{\text{tum}}\times 92^{(36-n)/39}=0,127\;{\text{mm}}\times 92^{(36- n)/39}~.

(där $n$ är AWG- storleken för mätare från 36 till 0, $n$ = −1 för nr. 00, $n$ = −2 för AWG 000 och $n$ = −3 för AWG 0000. Se regeln nedan.)

eller motsvarande:

{\begin{aligned}d_{n}&=~e^{(-1.12436-0.11594n)}\,{\text{tum}}&&=~e^{(2.1104-0.11594n)}\ ,{\text{mm}}\\&=~\left(0,324860{\text{tum }}\right)\,\left(0,8905287\right)^{n}~&&=~\left(8,25154{\ text{ mm }}\right)\,\left(0.8905287\right)^{n}~.\end{aligned}}

Mätarnumret kan beräknas från diametern med hjälp av följande formler:

Steg 1

Beräkna förhållandet

\,{\mathcal {R}}\,

av trådens diameter

\,d\,

och standardmåttet ( AWG #36)

{\displaystyle {\mathcal {R}}={\frac {\;d_{\text{ [tum] }}\;}{0,005\,{\text{ tum }} }}={\frac {d_{\text{ [mm] }}}{\;0.127\,{\text{ mm }}\;}}} där mittuttrycket med d [tum] {

\

, d_{\text{[tum]}}\,}

används om

\,d\,

mäts i tum och det högra uttrycket med

\,d_{ \mathrm {[mm]} }\,

när

\,d\,

mäts i millimeter.

Steg 2: Beräkna det amerikanska trådmätarnumret $n$ med valfri logaritm; välj något av följande uttryck i de två sista kolumnerna med formler för att beräkna $n$ ; notera att de skiljer sig åt i valet av bas för logaritmen, men i övrigt är identiska:

{\displaystyle {\begin{aligned}n=\;-39\log _{92}({\mathcal {R}})+36\;&= \;-39{\frac {\log _{10}({\mathcal {R}})}{\;\log _{10}(92)\;}}\,+36\;&&=\; -39{\frac {\ln({\mathcal {R}})}{\;\ln(92)\;}}\;\;\,+36\;\\\\&=\;-39 {\frac {\log _{e}({\mathcal {R}})}{\;\log _{e}(92)\;}}\;+36\;&&=\;-39{\ frac {\log _{2}({\mathcal {R}})}{\;\log _{2}(92)\;}}+36\;\\\\&=\;-39{\ frac {\log _{B}({\mathcal {R}})}{\;\log _{B}(92)\;}}+36~,\\\end{aligned}}} I allmänhet

, beräkningen kan göras med vilken bas

B som helst

som är strikt större än noll.

och tvärsnittsarean är

A_{n}={\frac {\pi }{4}}d_{n}^{2}={\frac {\pi }{4}}\left(\,0,005{\text{ tum }}\right)^{2}\times 92^{(36-n)/19.5}\approx 0,000019635{\text{ tum}}^{2}\times 92^{(36-n)/19.5}\ ungefär 0,012668{\text{ mm}}^{2}\ gånger 92^{(36-n)/19,5}\;.

Standarden ASTM B258-02 definierar förhållandet mellan på varandra följande storlekar till att vara den 39:e roten av 92, eller ungefär 1,1229322. ASTM B258-02 anger också att tråddiametrar ska tabelleras med högst 4 signifikanta siffror, med en upplösning på högst 0,0001 tum (0,1 mils) för trådar större än nr. 44 AWG och 0,00001 tum (0,01 mils) för ledningar nr. 45 AWG och mindre.

Stora trådar har mätstorlekar betecknade med flera nollor – 0, 00, 000 och 0000 – ju fler nollor, desto större tråd, med början med AWG 0. De två beteckningarna överlappar varandra när tvåstegsformeln för $n$ ovan ger noll. I så fall är mätartalet $n$ noll, det tas som det är. Om $n$ är ett negativt tal, noteras mätartalet med flera nollor, upp till knappt en halv tum; bortom den punkten kan "tråden" istället betraktas som en kopparstång eller -stav. Mätaren kan betecknas antingen genom att använda den långa formen med flera nollor eller den korta formen $z$ "/0" som kallas mätaren " antal nollor /0" notation. Till exempel är 4/0 kort för AWG 0000. För en $z$ /0 AWG -tråd, använd antalet nollor $\;z=-n+1~{\mathsf { \text{ för }}}~n<0\;,$ och på liknande sätt $\;n=-z+1~{\mathsf {\text{ för }}}~z>0~.$ i formlerna ovan. Till exempel, för AWG 0000 eller 4/0, använd $\,n=-4+1=-3~.$

Tumregler

Den sjätte potensen av ³⁹ √ 92 är mycket nära 2, vilket leder till följande tumregler:

När en tråds tvärsnittsarea . fördubblas kommer AWG att minska med 3 (T.ex. två AWG Nr. 14-trådar har ungefär samma tvärsnittsarea som en enkel AWG nr. 11-tråd.) Detta fördubblar konduktansen.
När diametern på en tråd fördubblas kommer AWG att minska med 6 . (T.ex. AWG nr. 2 är ungefär två gånger diametern av AWG nr. 8.) Detta fyrdubblar tvärsnittsarean och konduktansen.

En minskning med tio gauge tal, till exempel från nr. 12 till nr. 2, multiplicerar arean och vikten med ungefär 10 och minskar det elektriska motståndet (och ökar konduktansen ) med en faktor på ungefär 10.

För samma tvärsnitt har aluminiumtråd en konduktivitet på cirka 61 % av koppar, så en aluminiumtråd har nästan samma motstånd som en koppartråd mindre med 2 AWG -storlekar, som har 62,9 % av arean.

Tabeller över AWG trådstorlekar

Tabellen nedan visar olika data inklusive både resistansen hos de olika trådmätarna och den tillåtna strömmen ( ampacity ) baserat på en kopparledare med plastisolering. Diameterinformationen i tabellen gäller massiva trådar. Trådade ledningar beräknas genom att beräkna motsvarande tvärsnittsarea av koppar . Smältström (smälttråd) uppskattas baserat på 25 °C (77 °F) omgivningstemperatur. Tabellen nedan antar DC , eller AC- frekvenser lika med eller mindre än 60 Hz, och tar inte hänsyn till hudeffekten . "Trådvarv per längdenhet" är den reciproka ledardiametern; det är därför en övre gräns för trådlindad i form av en spiral (se solenoid ), baserad på oisolerad tråd.

AWG	Diameter		Varv av tråd, utan isolering		Område		Koppartråd _
							Motstånd per längdenhet		Max I vid 4 A/mm ² strömtäthet	Ampasitet vid temperaturklassificering			Smältström
							Motstånd per längdenhet		Max I vid 4 A/mm ² strömtäthet	60°C	75°C	90°C	Preece	Onderdonk
	(i)	(mm)	(per in)	(per cm)	( kcmil )	(mm ² )	(mΩ/m)	(mΩ/ft)	(A)				≈10 s	1 s	32 ms
0000 (4/0)	0,4600	11,684	2.17	0,856	212	107	0,1608	0,04901	—	195	230	260	3,2 kA	33 kA	182 kA
000 (3/0)	0,4096	10,405	2,44	0,961	168	85,0	0,2028	0,06180	—	165	200	225	2,7 kA	26 kA	144 kA
00 (2/0)	0,3648	9,266	2,74	1.08	133	67,4	0,2557	0,07793	—	145	175	195	2,3 kA	21 kA	115 kA
0 (1/0)	0,3249	8,251	3.08	1.21	106	53,5	0,3224	0,09827	—	125	150	170	1,9 kA	16 kA	91 kA
1	0,2893	7,348	3,46	1,36	83,7	42,4	0,4066	0,1239	—	110	130	145	1,6 kA	13 kA	72 kA
2	0,2576	6,544	3,88	1,53	66,4	33.4	0,5127	0,1563	—	95	115	130	1,3 kA	10,2 kA	57 kA
3	0,2294	5,827	4,36	1,72	52,6	26.7	0,6465	0,1970	—	85	100	115	1,1 kA	8,1 kA	45 kA
4	0,2043	5,189	4,89	1,93	41,7	21.2	0,8152	0,2485	—	70	85	95	946 A	6,4 kA	36 kA
5	0,1819	4,621	5,50	2.16	33.1	16.8	1,028	0,3133	—	—	—	—	795 A	5,1 kA	28 kA
6	0,1620	4,115	6.17	2,43	26.3	13.3	1,296	0,3951	53,2	55	65	75	668 A	4,0 kA	23 kA
7	0,1443	3,665	6,93	2,73	20.8	10.5	1,634	0,4982	42.2	—	—	—	561 A	3,2 kA	18 kA
8	0,1285	3,264	7,78	3.06	16.5	8,37	2,061	0,6282	33,5	40	50	55	472 A	2,5 kA	14 kA
9	0,1144	2,906	8,74	3,44	13.1	6,63	2,599	0,7921	26,5	37	44	50	396 A	2,0 kA	11 kA
10	0,1019	2,588	9,81	3,86	10.4	5,26	3,277	0,9989	21.0	30	35	40	333 A	1,6 kA	8,9 kA
11	0,0907	2,305	11.0	4,34	8.23	4.17	4,132	1,260	16.7	—	—	—	280 A	1,3 kA	7,1 kA
12	0,0808	2,053	12.4	4,87	6,53	3,31	5,211	1,588	13.2	20	25	30	235 A	1,0 kA	5,6 kA
13	0,0720	1,828	13.9	5,47	5.18	2,62	6,571	2,003	10.5	—	—	—	198 A	798 A	4,5 kA
14	0,0641	1,628	15.6	6.14	4.11	2.08	8,286	2,525	8.3	15	20	25	166 A	633 A	3,5 kA
15	0,0571	1,450	17.5	6,90	3,26	1,65	10.45	3,184	6.6	—	—	—	140 A	502 A	2,8 kA
16	0,0508	1,291	19.7	7,75	2,58	1,31	13.17	4,016	5.2	—	—	18	117 A	398 A	2,2 kA
17	0,0453	1,150	22.1	8,70	2.05	1.04	16,61	5,064	4.2	—	—	—	99 A	316 A	1,8 kA
18	0,0403	1,024	24.8	9,77	1,62	0,823	20,95	6,385	3.3	10	14	16	83 A	250 A	1,4 kA
19	0,0359	0,912	27,9	11.0	1,29	0,653	26.42	8,051	2.6	—	—	—	70 A	198 A	1,1 kA
20	0,0320	0,812	31.3	12.3	1.02	0,518	33.31	10.15	2.1	5	11	—	58,5 A	158 A	882 A
21	0,0285	0,723	35.1	13.8	0,810	0,410	42.00	12.80	1.6	—	—	—	49 A	125 A	700 A
22	0,0253	0,644	39,5	15.5	0,642	0,326	52,96	16.14	1.3	3	7	—	41 A	99 A	551 A
23	0,0226	0,573	44,3	17.4	0,509	0,258	66,79	20.36	1.0	—	—	—	35 A	79 A	440 A
24	0,0201	0,511	49,7	19.6	0,404	0,205	84,22	25,67	0,8	2.1	3.5	—	29 A	62 A	348 A
25	0,0179	0,455	55,9	22,0	0,320	0,162	106,2	32,37	0,7	—	—	—	24 A	49 A	276 A
26	0,0159	0,405	62,7	24.7	0,254	0,129	133,9	40,81	0,5	1.3	2.2	—	20 A	39 A	218 A
27	0,0142	0,361	70,4	27.7	0,202	0,102	168,9	51,47	0,4	—	—	—	17 A	31 A	174 A
28	0,0126	0,321	79,1	31.1	0,160	0,0810	212,9	64,90	0,3	0,83	1.4	—	14 A	24 A	137 A
29	0,0113	0,286	88,8	35,0	0,127	0,0642	268,5	81,84	0,26	—	—	—	12 A	20 A	110 A
30	0,0100	0,255	99,7	39,3	0,101	0,0509	338,6	103,2	0,20	0,52	0,86	—	10 A	15 A	86 A
31	0,00893	0,227	112	44.1	0,0797	0,0404	426,9	130,1	0,16	—	—	—	9 A	12 A	69 A
32	0,00795	0,202	126	49,5	0,0632	0,0320	538,3	164,1	0,13	0,32	0,53	—	7 A	10 A	54 A
33	0,00708	0,180	141	55,6	0,0501	0,0254	678,8	206,9	0,10	—	—	—	6 A	7,7 A	43 A
34	0,00630	0,160	159	62,4	0,0398	0,0201	856,0	260,9	0,08	0,18	0,3	—	5 A	6.1 A	34 A
35	0,00561	0,143	178	70,1	0,0315	0,0160	1079	329,0	0,06	—	—	—	4 A	4,8 A	27 A
36	0,00500	0,127	200	78,7	0,0250	0,0127	1361	414,8	0,05	—	—	—	4 A	3,9 A	22 A
37	0,00445	0,113	225	88,4	0,0198	0,0100	1716	523,1	0,04	—	—	—	3 A	3.1 A	17 A
38	0,00397	0,101	252	99,3	0,0157	0,00797	2164	659,6	0,032	—	—	—	3 A	2,4 A	14 A
39	0,00353	0,0897	283	111	0,0125	0,00632	2729	831,8	0,025	—	—	—	2 A	1,9 A	11 A
40	0,00314	0,0799	318	125	0,00989	0,00501	3441	1049	0,020	—	—	—	1 A	1,5 A	8,5 A
AWG	Diameter		Varv av tråd, utan isolering		Område		Koppartråd _
							Motstånd per längdenhet		Max I vid 4 A/mm ² strömtäthet	Ampasitet vid temperaturklassificering			Smältström
							Motstånd per längdenhet		Max I vid 4 A/mm ² strömtäthet	60°C	75°C	90°C	Preece	Onderdonk
	(i)	(mm)	(per in)	(per cm)	( kcmil )	(mm ² )	(mΩ/m)	(mΩ/ft)	(A)				≈10 s	1 s	32 ms

I den nordamerikanska elindustrin identifieras ledare större än 4/0 AWG i allmänhet av området i tusentals cirkulära mil (kcmil), där 1 kcmil = 0,5067 mm ² . Nästa trådstorlek större än 4/0 har ett tvärsnitt på 250 kcmil. En cirkulär mil är arean av en tråd en mil i diameter. En miljon cirkulär mils är arean av en cirkel med 1 000 mil (1 tum) diameter. En äldre förkortning för tusen cirkulära mil är MCM .

Trådad tråd AWG storlekar

AWG-mätare används också för att beskriva tvinnad tråd. AWG-måttet för en tvinnad tråd representerar summan av tvärsnittsareorna för de individuella trådarna; mellanrummen mellan trådarna räknas inte. När de är gjorda med cirkulära trådar upptar dessa mellanrum cirka 25 % av trådarean, vilket kräver att den totala buntdiametern är cirka 13 % större än en solid tråd med lika tjocklek.

Trådade trådar anges med tre siffror, den totala AWG-storleken, antalet trådar och AWG-storleken för en tråd. Antalet strängar och AWG för en sträng separeras med ett snedstreck. Till exempel är en 22 AWG 7/30 trådad tråd en 22 AWG tråd gjord av sju trådar med 30 AWG tråd.

Som anges i formlerna och tumreglerna ovan, översätts skillnader i AWG direkt till förhållandet mellan diameter eller area. Denna egenskap kan användas för att enkelt hitta AWG för en strängad bunt genom att mäta diametern och antalet strängar. (Detta gäller endast buntar med cirkulära trådar av identisk storlek.) För att hitta AWG för 7-tråds tråd med lika trådar, subtrahera 8,4 från AWG för en tråd. På liknande sätt, för 19-strängar subtrahera 12,7 och för 37 subtrahera 15,6. Se Mathcad- kalkylbladets illustration av denna enkla tillämpning av formeln.

Beräkning av diameter och area i Mathcad

Att mäta tråddiameter är ofta enklare och mer exakt än att försöka mäta buntdiameter och packningsförhållande. Sådan mätning kan göras med ett wire gauge go-no-go verktyg som en Starrett 281 eller Mitutoyo 950–202, eller med en bromsok eller mikrometer.

Se även

IEC 60228 , internationella standarder för trådstorlekar
Fransk mätare
Brun & Sharpe
Cirkulär mil , nordamerikansk elindustristandard för ledningar större än 4/0.
Birmingham trådmätare
Stubbar järntrådsmätare
Smycketrådsmätare
Storlekar på kroppssmycken
Elektriska ledningar
Nummer 8 tråd , en term som används i det Nya Zeelands folkspråk