미국 전선 규격

3. 미국 전선 규격(AWG)의 정의 및 특징

AWG는 특정 굵기의 전선을 생산하기 위해 사용된 드로잉 작업 횟수에서 유래되었다. 매우 가는 전선(예: 30 게이지)은 0 게이지 전선보다 더 여러 번 드로잉 다이를 통과해야 했다. 이전에는 전선 제조업체들이 자체적인 전선 게이지 시스템을 가지고 있었지만, 표준화된 전선 게이지의 개발로 특정 용도에 맞는 전선 선택이 합리화되었다.^[18]

AWG는 기본적으로 Brown & Sharpe(B&S) 판금 게이지와 동일하지만, B&S 게이지는 판금과 함께 사용하도록 설계되었다. 이들은 기능적으로 상호 교환이 가능하지만, 판금 게이지가 아닌 전선 게이지와 관련하여 B&S를 사용하는 것은 기술적으로 부적절하다.

게이지 번호가 증가할수록 대수적으로 감소하는 전선 직경을 나타내는데, 이는 영국 표준 전선 게이지 (SWG)와 같은 다른 많은 비미터법 게이지 시스템과 유사하다. 그러나 AWG는 대부분의 세계에서 사용되는 미터법 전선 크기 표준인 IEC 60228과는 다르며, 전선 단면적(mm²)을 기반으로 한다.^[18]

AWG 표는 단일 솔리드 원형 도체에 대한 것이다. 연선 와이어의 AWG는 등가 솔리드 도체의 단면적으로 결정된다. 연선 사이에도 작은 틈새가 있기 때문에 연선은 항상 동일한 AWG의 솔리드 와이어보다 전체 직경이 약간 더 크다.^[18]

AWG는 야드법에 기반하기 때문에 미터법으로 환산하여 사용한다. 의 6제곱은 2에 근사하다. 경험적으로 다음 사실이 성립한다.^[18]

• 약 0.30m의 전선과 1m의 전선을 비교하면 같은 전기 저항을 갖는 것은 No.8과 No.3이다.
• 야드법이나 미터법이나 게이지 번호가 3 증가할 때마다 전기 저항은 2배가 된다.

4. AWG 공식

AWG 전선의 직경은 다음 공식으로 결정된다:

:$d\_n\; =\; 0.005~\backslash mathrm\{inch\}\; \backslash times\; 92^\{(36\; -\; n)/39\}\; =\; 0.127~\backslash mathrm\{mm\}\; \backslash times\; 92^\{(36\; -\; n)/39\}$

(여기서 $n$은 36에서 0까지의 게이지에 대한 AWG 크기이고, 00의 경우 $n=-1$, 000의 경우 $n=-2$, 0000의 경우 $n=-3$이다.)

다른 표현으로는 다음과 같다:

:$d\_n\; =\; e^\{-1.12436\; -\; 0.11594n\}\backslash \; \backslash mathrm\{inch\}\; =\; e^\{2.1104\; -\; 0.11594n\}\backslash \; \backslash mathrm\{mm\}$

게이지는 직경으로부터 다음을 사용하여 계산할 수 있다.^[1]

:$n\; =\; -39\backslash log\_\{92\}\; \backslash left(\; \backslash frac\{d\_n\}\{0.005~\backslash mathrm\{inch\}\}\; \backslash right)\; +\; 36\; =\; -39\backslash log\_\{92\}\; \backslash left(\; \backslash frac\{d\_n\}\{0.127~\backslash mathrm\{mm\}\}\; \backslash right)\; +\; 36$

그리고 단면적은 다음과 같이 계산된다:

:$A\_n\; =\; \backslash frac\{\backslash pi\}\{4\}\; d\_n^2\; \backslash approx\; 0.000019635~\backslash mathrm\{inch\}^2\; \backslash times\; 92^\{(36\; -\; n)/19.5\}\; \backslash approx\; 0.012668~\backslash mathrm\{mm\}^2\; \backslash times\; 92^\{(36\; -\; n)/19.5\}$

표준 ASTM B258-02 (2008)에 따르면, 연속적인 크기 간의 비율은 92의 39번째 근으로 정의되며, 이는 약 1.1229322이다.^[2]

여러 개의 0이 있는 크기는 0 AWG보다 연속적으로 더 굵으며, "''0의 개수''/0"으로 표시할 수 있다. 예를 들어 0000 AWG는 4/0 AWG이다. $m$/0 AWG 전선의 경우, 위의 공식에서 $n\; =\; -(m\; -\; 1)\; =\; 1\; -\; m$을 사용한다. 예를 들어, 0000 AWG (4/0 AWG)의 경우, $n\; =\; -3$을 사용한다.

4. 1. 경험 법칙

• 전선의 지름이 2배로 늘어나면, AWG는 6만큼 감소한다. (예: AWG 2번 전선의 지름은 8번 전선의 2배이다.)^[22]
• 전선의 단면적이 2배로 늘어나면, AWG는 3만큼 감소한다. (예: AWG 14번 전선 두 개는 11번 전선 한 개와 단면적이 거의 같다.)^[22]
• 규격 번호가 10만큼 감소하면(예: 10번에서 1/0로), 면적과 무게는 대략 10배로 증가하고 저항은 대략 10분의 1로 감소한다.
• 알루미늄선의 전도율은 구리선의 약 61% 정도이므로, 알루미늄 전선은 AWG 두 단계 아래의 구리선과 같은 저항도를 갖는다. (이 구리선은 면적이 알루미늄의 62.9% 정도이다.)

5. AWG 전선 크기 규격표

아래 표는 플라스틱 절연체 기준으로 다양한 전선 규격의 저항도와 허용 전류(전류 용량)를 포함한 자료를 보여준다. 아래 표에서 지름 정보는 단선 전선에 한해 적용된다. 연선은 상응하는 구리 단면적을 계산하여 측정한다. 용단 전류(Fusing current)는 주위 온도가 25°C일 때를 기준으로 측정된다. 아래 표는 DC 또는 60Hz 이하 주파수의 AC를 가정한 것으로, 표피 효과는 고려하지 않는다.^{[23][24][25][26]}

*표시된 값은 정의에 의해 정확함

북미 전선 산업에서 4/0 AWG보다 큰 도체는 일반적으로 kcmil(1 kcmil은 0.5067mm²) 단위의 면적으로 표시한다. 4/0 AWG 다음으로 큰 전선 크기는 단면적이 250 kcmil이다.

'''동선의 개산 저항'''은 다음 표와 같다.^[18][19]

6. 연선 AWG 크기

연선의 AWG는 개별 가닥의 단면 직경의 합을 나타내며, 가닥 사이의 틈은 계산되지 않는다. 원형 가닥으로 만들어진 경우, 이러한 틈새는 와이어 면적의 약 25%를 차지하므로, 동일한 게이지의 단선보다 전체 번들 직경이 약 13% 더 커야 한다.^[1]

연선은 전체 AWG 크기, 가닥 수, 가닥의 AWG 크기, 이 세 가지 숫자로 지정된다. 가닥 수와 가닥의 AWG는 슬래시(/)로 구분된다. 예를 들어, 22 AWG 7/30 연선은 30 AWG 와이어 7가닥으로 만들어진 22 AWG 와이어이다.^[1]

AWG의 차이는 직경 또는 면적의 비율로 직접 변환된다. 이 속성은 가닥의 직경과 수를 측정하여 연선 번들의 AWG를 쉽게 찾는 데 사용할 수 있다. (이는 동일한 크기의 원형 가닥이 있는 번들에만 적용된다.) 동일한 가닥으로 된 7가닥 와이어의 AWG를 찾으려면 가닥의 AWG에서 8.4를 뺀다. 마찬가지로, 19가닥의 경우 12.7을 빼고, 37가닥의 경우 15.6을 뺀다.^[1]

가닥 직경을 측정하는 것이 번들 직경과 충전 비율을 측정하려는 시도보다 쉽고 정확한 경우가 많다. 이러한 측정은 와이어 게이지 고-노-고 도구, 캘리퍼 또는 마이크로미터를 사용하여 수행할 수 있다.^[1]

7. 전기 배선에서의 명명법 및 약어

전선 크기를 AWG로 지정하기 위해 전기 산업에서 일반적으로 사용되는 대체 방법은 다음과 같다.

• 4 AWG (올바른 표기)
• '''#4''' (번호 기호를 "number"의 약어로 사용)
• '''№ 4''' (넘버 기호를 "number"의 약어로 사용)
• '''No. 4''' (넘버 기호를 "number"의 약어로 사용)
• '''No. 4 AWG'''
• '''4 ga.''' ("gauge"의 약어)

• 000 AWG (두꺼운 크기에 적합)
• '''3/0''' (두꺼운 크기에 일반적) "three-aught"라고 발음
• '''3/0 AWG'''
• '''#000'''

참조

_[1] 문서 logarithm to the base 92 can be computed using any other logarithm, such as common or natural logarithm, using log92x = (log x)/(log 92)
_[2] 간행물 ASTM Standard B258-02, page 4
_[3] 문서 The result is roughly 2.0050, or one-quarter of one percent higher than 2
_[4] 간행물 Copper Wire Tables https://archive.org/[...] United States Department of Commerce 1914-10-01
_[5] 웹사이트 American Wire Gauge table and AWG Electrical Current Load Limits 2008-05-02
_[6] 문서 NFPA 70 National Electrical Code 2014 Edition
_[7] 서적 Reference Data for Engineers: Radio, Electronics, Computer and Communications
_[8] 서적 The Standard Handbook for Electrical Engineers McGraw Hill 2007
_[9] 논문 Fusing Current: When Traces Melt Without a Trace http://www.ultracad.[...] 1998-12
_[10] 논문 On the Heating Effects of Electric Currents http://rspl.royalsoc[...] 1883
_[11] 논문 On the Heating Effects of Electric Currents http://rspl.royalsoc[...] 1887
_[12] 논문 On the Heating Effects of Electric Currents http://rspl.royalsoc[...] 1888
_[13] 논문 Who Were Preece and Onderdonk? http://pcdandf.com/p[...] 2015-06-29
_[14] 논문 Short-time Current Carrying Capacity of Copper Wire http://ultracad.com/[...] 1928-06
_[15] 웹사이트 SteelNavel.com Body Piercing Jewelry Size Reference — illustrating the different ways that size is measured on different kinds of jewelry http://www.steelnave[...]
_[16] 웹사이트 ASTM B258-14 Standard Specification for Standard Nominal Diameters and Cross-sectional Areas of AWG Sizes of Solid Round Wires Used as Electrical Conductors http://www.astm.org/[...] ASTM International 2015-03-22
_[17] 간행물 '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
_[18] 문서 The result is roughly 2.0050, or one-quarter of one percent higher than 2
_[19] 간행물 Copper Wire Tables https://archive.org/[...] United States Department of Commerce 1914-10-01
_[20] 간행물 '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
_[21] 웹사이트 SteelNavel.com Body Piercing Jewelry Size Reference — illustrating the different ways that size is measured on different kinds of jewelry http://www.steelnave[...]
_[22] 문서 The result is roughly 2.0050, or one-quarter of one percent higher than 2
_[23] 웹인용 American Wire Gauge table and AWG Electrical Current Load Limits http://www.powerstre[...] 2008-05-02
_[24] 문서 NFPA 70 National Electrical Code 2008 Edition
_[25] 인용 The Standard Handbook for Electrical Engineers McGraw Hill
_[26] 인용 Fusing Current: When Traces Melt Without a Trace http://www.ultracad.[...]