미국 전선 규격

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미국 전선 규격(American wire gauge, AWG), 즉 브라운 & 샤프 전선 규격(Brown & Sharpe wire gauge)은 원형의 고형 비철 전선(round, solid, nonferrous, electrically conducting wire)의 지름을 정하기 위해 미국과 캐나다에서 1857년부터 주로 사용된 표준 전선 규격 체계이다.[1] 규격의 단면적은 전류 흐름 용량(current-carrying capacity)을 결정하는 중요한 요소이다.

철강 산업에서는 AWG가 아닌 다른 규격 체계의 사용을 선호한다. 이들이 선호하는 규격으로는 워시번 & 모엔 (Washburn & Moen, W&M) 전선 규격, US스틸(US Steel) 전선 규격, 악기용 강선 규격이 있다.

다른 비계량적 규격 체계와 같이, AWG의 규격 번호가 높아질수록 더 작은 크기(지름)의 전선을 나타낸다. 이 규격 체계는 특정 전선의 규격을 만들어내기까지 거친 드로잉 작업(drawing operations)의 횟수로부터 유래되었다. 아주 가는 전선(예를 들어, 규격 30의 전선)은 규격 0의 전선보다 더 여러번 드로잉 다이(drawing dies)를 통과해야 한다. 예전에는 각 전선 제조업체마다 전선 규격 시스템이 따로 있어 불편을 겪었지만, 이제는 표준화된 규격 체계가 마련됨으로써 정해진 용도에 적합한 전선을 선택하는 것이 가능해졌다.

AWG표는 단일 고형의 원형 도선(single, solid, round conductor)을 위한 용도로 쓰인다. 연선(stranded wire)의 AWG는, 전류 흐름 용량 및 전기 저항을 결정하는 도선의 총 단면적에 의해 결정된다. 연선은 꼬아 합쳐진 여러 소선 사이의 작은 틈들로 인해, 동일한 AWG의 단일 전선보다 지름이 대체로 더 클 것이다.

나아가, AWG는 바디 피어싱 악세서리 사이즈(특히 작은 사이즈일 경우)를 명시하기 위한 용도로도 흔히 쓰이며, 금속(metallic) 재질의 악세서리가 아닌 경우에도 해당된다.[2] 반면에 금속으로 된 피하 주사 바늘(hypodermic needle)이나 블런트 니들(blunt needle)의 경우, 보통 바늘 규격(Needle gauge)으로 명시된다.

공식[편집]

경험 법칙[편집]

이 비율의 6제곱이 2와 매우 가까운 수치인 것[3]을 바탕으로, 다음과 같은 경험 법칙이 생성된다:

  • 전선의 지름이 2배로 늘어나면, 이에 해당하는 AWG는 6만큼 감소한다. (예를 들어, AWG 2번 전선의 지름은 8번 전선의 2배이다.)
  • 전선의 단면적이 2배로 늘어나면, 이에 해당하는 AWG는 3만큼 감소한다. (예를 들어, AWG의 14번 전선 두 개는 11번 전선 한 개와 그 단면적이 거의 같다.)

또한, 규격 번호가 10만큼 감소한 경우, 예를 들어 10번에서 1/0로 감소했다면, 이는 면적과 무게를 대략 10배로 증가시키고 저항을 대략 10분의 1로 감소시킨다. 알루미늄선의 전도율은 구리선의 약 61% 정도이므로, 두 단계 밑의 AWG를 가진 구리선과 같은 저항도를 갖는다. (이 구리선은 면적은 알루미늄의 62.9%정도이다.)

AWG 전선 크기 규격표[편집]

아래 테이블은 플라스틱 절연체 기준으로 다양한 전선 규격의 저항도와 허용 전류(전류 용량)을 포함한 데이터를 보여준다. 아래 표의 지름 정보는 고형 전선에 한해 적용된다. 연선은 상응하는 구리 단면적을 계산하여 측정한다. 용단 전류(Fusing current)는 주위 온도가 섭씨 25도일 때를 기준으로 측정된다. 아래 테이블은 DC 또는 60Hz이하 주파수의 AC를 가정한 것으로, 표피 효과(skin effect)는 고려하지 않는다. 전선의 회전은 비절연 전선의 상한치를 기준으로 한다.

AWG Diameter Turns of wire,
no insulation
Area Copper
resistance[4]
NEC copper wire
ampacity with
60/75/90 °C
insulation (A)[5]
Approx.
metric
equivalents
Fusing current, copper[6][7]
(in) (mm) (per in) (per cm) (kcmil) (mm2) (Ω/km)
(mΩ/m)
(Ω/kft)
(mΩ/ft)
Preece,
~10 s
Onderdonk,
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 31 kA 173 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 24.5 kA 137 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 19.5 kA 109 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 15.5 kA 87 kA
1 0.2893 7.348 3.46 1.36 83.7 42.4 0.4066 0.1239 110 / 130 / 150 1.6 kA 12 kA 68 kA
2 0.2576 6.544 3.88 1.53 66.4 33.6 0.5127 0.1563 95 / 115 / 130 1.3 kA 9.7 kA 54 kA
3 0.2294 5.827 4.36 1.72 52.6 26.7 0.6465 0.1970 85 / 100 / 110 196/0.4 1.1 kA 7.7 kA 43 kA
4 0.2043 5.189 4.89 1.93 41.7 21.2 0.8152 0.2485 70 / 85 / 95 946 A 6.1 kA 34 kA
5 0.1819 4.621 5.50 2.16 33.1 16.8 1.028 0.3133 126/0.4 795 A 4.8 kA 27 kA
6 0.1620 4.115 6.17 2.43 26.3 13.3 1.296 0.3951 55 / 65 / 75 668 A 3.8 kA 21 kA
7 0.1443 3.665 6.93 2.73 20.8 10.5 1.634 0.4982 80/0.4 561 A 3 kA 17 kA
8 0.1285 3.264 7.78 3.06 16.5 8.37 2.061 0.6282 40 / 50 / 55 472 A 2.4 kA 13.5 kA
9 0.1144 2.906 8.74 3.44 13.1 6.63 2.599 0.7921 84/0.3 396 A 1.9 kA 10.7 kA
10 0.1019 2.588 9.81 3.86 10.4 5.26 3.277 0.9989 30 / 35 / 40 333 A 1.5 kA 8.5 kA
11 0.0907 2.305 11.0 4.34 8.23 4.17 4.132 1.260 56/0.3 280 A 1.2 kA 6.7 kA
12 0.0808 2.053 12.4 4.87 6.53 3.31 5.211 1.588 25 / 25 / 30 235 A 955 A 5.3 kA
13 0.0720 1.828 13.9 5.47 5.18 2.62 6.571 2.003 50/0.25 198 A 758 A 4.2 kA
14 0.0641 1.628 15.6 6.14 4.11 2.08 8.286 2.525 20 / 20 / 25 64/0.2 166 A 601 A 3.3 kA
15 0.0571 1.450 17.5 6.90 3.26 1.65 10.45 3.184 30/0.25 140 A 477 A 2.7 kA
16 0.0508 1.291 19.7 7.75 2.58 1.31 13.17 4.016 — / — / 18 117 A 377 A 2.1 kA
17 0.0453 1.150 22.1 8.70 2.05 1.04 16.61 5.064 32/0.2 99 A 300 A 1.7 kA
18 0.0403 1.024 24.8 9.77 1.62 0.823 20.95 6.385 — / — / 14 24/0.2 83 A 237 A 1.3 kA
19 0.0359 0.912 27.9 11.0 1.29 0.653 26.42 8.051 70 A 189 A 1 kA
20 0.0320 0.812 31.3 12.3 1.02 0.518 33.31 10.15 16/0.2 58.5 A 149 A 834 A
21 0.0285 0.723 35.1 13.8 0.810 0.410 42.00 12.80 13/0.2 49 A 119 A 662 A
22 0.0253 0.644 39.5 15.5 0.642 0.326 52.96 16.14 7/0.25 41 A 94 A 525 A
23 0.0226 0.573 44.3 17.4 0.509 0.258 66.79 20.36 35 A 74 A 416 A
24 0.0201 0.511 49.7 19.6 0.404 0.205 84.22 25.67 1/0.5, 7/0.2, 30/0.1 29 A 59 A 330 A
25 0.0179 0.455 55.9 22.0 0.320 0.162 106.2 32.37 24 A 47 A 262 A
26 0.0159 0.405 62.7 24.7 0.254 0.129 133.9 40.81 1/0.4, 7/0.15 20 A 37 A 208 A
27 0.0142 0.361 70.4 27.7 0.202 0.102 168.9 51.47 17 A 30 A 165 A
28 0.0126 0.321 79.1 31.1 0.160 0.0810 212.9 64.90 7/0.12 14 A 23 A 131 A
29 0.0113 0.286 88.8 35.0 0.127 0.0642 268.5 81.84 12 A 19 A 104 A
30 0.0100 0.255 99.7 39.3 0.101 0.0509 338.6 103.2 1/0.25, 7/0.1 10 A 15 A 83 A
31 0.00893 0.227 112 44.1 0.0797 0.0404 426.9 130.1 9 A 12 A 65 A
32 0.00795 0.202 126 49.5 0.0632 0.0320 538.3 164.1 1/0.2, 7/0.08 7 A 9 A 52 A
33 0.00708 0.180 141 55.6 0.0501 0.0254 678.8 206.9 6 A 7 A 41 A
34 0.00630 0.160 159 62.4 0.0398 0.0201 856.0 260.9 5 A 6 A 33 A
35 0.00561 0.143 178 70.1 0.0315 0.0160 1079 329.0 4 A 5 A 26 A
36 0.00500* 0.127* 200 78.7 0.0250 0.0127 1361 414.8 4 A 4 A 20 A
37 0.00445 0.113 225 88.4 0.0198 0.0100 1716 523.1 3 A 3 A 16 A
38 0.00397 0.101 252 99.3 0.0157 0.00797 2164 659.6 3 A 2 A 13 A
39 0.00353 0.0897 283 111 0.0125 0.00632 2729 831.8 2 A 2 A 10 A
40 0.00314 0.0799 318 125 0.00989 0.00501 3441 1049 1 A 2 A 8 A

*Exact (by definition)

북미 전선 산업에서 4/0 AWG보다 큰 도체는 일반적으로 수천 개의 서큘러 밀(circular mil)(kcmil)의 면적과 동일하다.(1kcmil은 0.5067 mm² 이다.) 4/0 AWG 다음으로 큰 전선 크기는 단면적이 250 kcmil이다. 서큘러 밀은 지름에서 전선 1밀의 면적이다. 백만 서큘러 밀은 1000밀, 즉 1인치 지름의 구경의 면적과 같다. 1천 서큘러 밀을 나타내는 더 오래전부터 사용되어 온 축약 표기는 MCM이다.

참고문헌[편집]

  1. ASTM Standard B 258-02, Standard specification for standard nominal diameters and cross-sectional areas of AWG sizes of solid round wires used as electrical conductors, ASTM International, 2002
  2. SteelNavel.com Body Piercing Jewelry Size Reference — illustrating the different ways that size is measured on different kinds of jewelry
  3. The result is roughly 2.0050, or one-quarter of one percent higher than 2
  4. Figure for solid copper wire at 68 °F, computed based on 100% IACS conductivity of 58.0 MS/m, which agrees with multiple sources: High-purity oxygen-free copper can achieve up to 101.5% IACS conductivity; e.g., the Kanthal conductive alloys data sheet lists slightly lower resistances than this table.
  5. NFPA 70 National Electrical Code 2008 Edition. Table 310.16 page 70-148, Allowable ampacities of insulated conductors rated 0 through 2000 volts, 60°C through 90°C, not more than three current-carrying conductors in raceway, cable, or earth (directly buried) based on ambient temperature of 30°C. Extracts from NFPA 70 do not represent the full position of NFPA and the original complete Code must be consulted. In particular, the maximum permissible overcurrent protection devices may set a lower limit.
  6. Computed using equations from (2007) 《The Standard Handbook for Electrical Engineers》, 15th, McGraw Hill, 4–25쪽. ISBN 0-07-144146-8
  7. Douglas Brooks (1998년 December월). 《Fusing Current: When Traces Melt Without a Trace》, 53쪽