Строение кабеля
Кабели AWG имеют такое же строение, как провода, что применяются в России. В основе 2 элемента:
- токоведущая жила;
- слой защитной изоляции.
Токовод выполняется из электротехнической меди. За счет ее химической чистоты удается добиться минимального удельного сопротивления готового изделия. Жилы бывают однопроволочными (монолитными) и многопроволочными (гибкими). Что выбрать, зависит от ситуации. Если монтаж сложный и предстоит делать много изгибов провода, то необходимо применять гибкие кабели. Если проводка должна помнить форму — то монолитные.
Дополнительно токоведущие жилы могут лудиться слоем олова. Это повышает их антикоррозионные свойства и облегчает будущую пайку.
Изоляция выполняется из вспененного полиэтилена. В отдельных модификациях в состав вносятся добавки, повышающие эластичность или морозоустойчивость. Под изоляцией может располагаться экранирующий слой. В таком случае проводник становится устойчивым к внешним помехам.
Эмпирические правила
Помимо формульных выражений и таблиц соответствия чисел в разных кодировках, сориентироваться в параметрах проводниковых товаров, снабженных американской маркировкой, можно, опираясь на следующие закономерности:
- если взять два провода, один из которых вдвое толще другого, расстояние между ними будет 6 единиц в системе США (например, изделие awg 18 окажется вдвое толще, чем 24 awg);
- при сравнении двух элементов, один из которых имеет площадь поперечного сечения, вдвое превосходящую таковую другого, разница окажется равной трем единицам (у двух проводников awg 22 такая же суммарная площадь, как и у одного с калибром 19);
- снижение калибровки на 10 единиц (например, сравнение моделей 28awg и 18awg) сопряжено с приблизительно десятикратным увеличением массы проводника и площади сечения, а также примерно сопоставимым уменьшением сопротивления;
- не следует также забывать главное: чем больше номер калибровки, принятой в США, тем меньше диаметр изделия.
Справочник AWG
В справочнике приведена информация по стандарту AWG — американскому калибру проводов. По таблицам справочника вы сможете определить харктеристики проводов, имеющих маркировку AWG — диаметр провода, его сечение, погонное сопротивление и вес.
Информация по стандарту AWG
Одножильный провод | ||||
|---|---|---|---|---|
| AWG | Диаметр, мм | Площадь сечения, мм² | Погонное сопротивление, Ом/км | Погонный вес, кг/км |
| 4 | 5,189 | 21,15 | 0,815 | 188,0 |
| 6 | 4,115 | 13,30 | 1,297 | 118,2 |
| 8 | 3,264 | 8,37 | 2,061 | 74,38 |
| 10 | 2,588 | 5,26 | 3,277 | 46,77 |
| 11 | 2,304 | 4,17 | 4,134 | 35,05 |
| 12 | 2,052 | 3,31 | 5,217 | 29,46 |
| 13 | 1,829 | 2,626 | 5,562 | 23,36 |
| 14 | 1,628 | 2,084 | 8,268 | 18,45 |
| 15 | 1,450 | 1,652 | 10,43 | 14,69 |
| 16 | 1,290 | 1,309 | 13,19 | 11,62 |
| 17 | 1,151 | 1,039 | 16,57 | 9,24 |
| 18 | 1,024 | 0,826 | 20,96 | 7,32 |
| 19 | 0,912 | 0,652 | 26,41 | 5,80 |
| 20 | 0,813 | 0,519 | 33,14 | 4,61 |
| 21 | 0,724 | 0,412 | 41,99 | 3,66 |
| 22 | 0,643 | 0,325 | 53,15 | 2,89 |
| 23 | 0,574 | 0,259 | 66,60 | 2,31 |
| 24 | 0,511 | 0,205 | 84,32 | 1,82 |
| 25 | 0,455 | 0,163 | 106,3 | 1,44 |
| 26 | 0,404 | 0,128 | 134,5 | 1,14 |
| 27 | 0,361 | 0,102 | 168,8 | 0,91 |
| 28 | 0,320 | 0,081 | 214,2 | 0,72 |
| 29 | 0,287 | 0,065 | 266,4 | 0,58 |
| 30 | 0,254 | 0,051 | 341,2 | 0,45 |
| 31 | 0,226 | 0,040 | 427,0 | 0,359 |
| 32 | 0,203 | 0,032 | 538,0 | 0,238 |
| 33 | 0,180 | 0,025 | 679,0 | 0,226 |
| 34 | 0,160 | 0,020 | 856,0 | 0,179 |
| 35 | 0,142 | 0,016 | 1086,0 | 0,142 |
| 36 | 0,127 | 0,013 | 1361,0 | 0,113 |
| AWG | Количество и диаметр жил, AWG (мм) | Диаметр проводника, мм (ном.) | Площадь сечения, мм² | Погонный вес, кг/км | Погонное сопротивление, Ом/км |
|---|---|---|---|---|---|
| 4 | 7×12 (2,052) | 6,16 | 23,2 | 212,0 | 0,78 |
| 4 | 19×17 (1,151) | 5,75 | 19,8 | 181,0 | 0,92 |
| 6 | 7×14 (1,628) | 4,88 | 14,6 | 131,0 | 1,24 |
| 6 | 19×19 (0,912) | 4,56 | 12,4 | 114,0 | 1,46 |
| 8 | 7×16 (1,290) | 3,87 | 9,15 | 83,8 | 1,98 |
| 8 | 19×21 (0,724) | 3,62 | 7,82 | 71,6 | 2,32 |
| 8 | 49/25 (0,455) | 3,734 | 8,00 | 70,7 | 2,20 |
| 10 | 37×26 (0,404) | 2,921 | 4,77 | 42,1 | 3,64 |
| 10 | 49×27 (0,361) | 2,946 | 5,04 | 44,5 | 3,58 |
| 10 | 105×30 (0,254) | 2,946 | 5,37 | 47,3 | 3,22 |
| 12 | 7×20 (0,813) | 2,438 | 3,66 | 32,3 | 4,76 |
| 12 | 19×25 (0,455) | 2,370 | 3,10 | 24,43 | 5,58 |
| 12 | 65×30 (0,254) | 2,413 | 3,32 | 29,26 | 2,74 |
| 14 | 7×22 (0,643) | 1,854 | 2,28 | 20,2 | 7,58 |
| 14 | 19×27 (0,361) | 1,854 | 1,95 | 17,2 | 8,86 |
| 14 | 41×30 (0,254) | 1,854 | 2,09 | 18,5 | 8,30 |
| 16 | 7×24 (0,511) | 1,524 | 1,44 | 12,7 | 12,0 |
| 16 | 19×29 (0,287) | 1,473 | 1,24 | 10,9 | 14,0 |
| 16 | 26×30 (0,254) | 1,499 | 1,33 | 11,7 | 13,1 |
| 18 | 7×26 (0,404) | 1,219 | 0,90 | 8,0 | 19,2 |
| 18 | 16×30 (0,254) | 1,194 | 0,82 | 7,2 | 21,3 |
| 18 | 19×30 (0,254) | 1,245 | 0,97 | 8,6 | 17,9 |
| 20 | 7×28 (0,320) | 0,960 | 0,56 | 5,2 | 32,0 |
| 20 | 10×30 (0,254) | 0,889 | 0,51 | 4,5 | 33,9 |
| 20 | 19×32 (0,203) | 0,940 | 0,62 | 5,5 | 28,3 |
| 22 | 7×30 (0,254) | 0,762 | 0,36 | 3,2 | 48,4 |
| 22 | 19×34 (0,160) | 0,787 | 0,38 | 3,4 | 45,1 |
| 22 | 26×36 (0,127) | 0,762 | 0,33 | 2,9 | 52,3 |
| 24 | 7×32 (0,203) | 0,610 | 0,23 | 2,2 | 76,4 |
| 24 | 10×34 (0,160) | 0,582 | 0,20 | 1,8 | 85,6 |
| 24 | 19×36 (0,127) | 0,610 | 0,24 | 2,1 | 69,2 |
| 26 | 7×34 (0,160) | 0,483 | 0,142 | 1,25 | 122,4 |
| 26 | 10×36 (0,127) | 0,533 | 0,128 | 1,13 | 136,1 |
| 26 | 19×38 (0,102) | 0,508 | 0,156 | 1,37 | 113,0 |
| 27 | 7×35 (0,143) | 0,457 | 0,112 | 0,99 | 178,7 |
| 28 | 7×36 (0,127) | 0,381 | 0,072 | 0,79 | 212,9 |
| 28 | 19×40 (0,079) | 0,406 | 0,093 | 0,82 | 186,0 |
| 30 | 7×38 (0,102) | 0,305 | 0,057 | 0,50 | 338,6 |
| 30 | 19×42 (0,064) | 0,305 | 0,061 | 0,53 | 286,4 |
| 32 | 7×40 (0,079) | 0,203 | 0,034 | 0,30 | 538,1 |
| 32 | 19×44 (0,051) | 0,229 | 0,039 | 0,34 | 447,5 |
| 34 | 7×42 (0,064) | 0,191 | 0,022 | 0,20 | 777,6 |
| 36 | 7×44 (0,051) | 1,152 | 0,014 | 0,13 | 1217,2 |
Сферы применения кабелей
Применение в транспортных средствах
Кабели маркировки AWG в простонародье именуют витой парой, так как их жилы попарно сплетены и формируют цельный провод. Существует масса отраслей использования таких кабелей.
Основные из них:
- Электрическое обеспечение розеточных сетей и диодных светильников в помещениях бытового и промышленного назначения. Зачастую ток в подобных магистралях не превышает отметки 24В, а наиболее распространённое напряжение равняется 12В. Подобная схема даёт возможность снизить затраты на электроэнергию и является более безопасной, нежели линии 220В.
- Обустройство проводки в сфере телефонии и средств связи, к примеру, в качестве линий для подсоединения к сети интернет либо сетям локального типа.
- Фактически всю электрику в транспортных средствах представляет кабель маркировки AWG с разным калибром. Наиболее часто применяется витая пара 23 AWG продольного сечения, где проводник может быть как одножильным, так и многожильным. Питание от аккумуляторной батареи к стартеру и мотору подаётся при помощи более толстых проводов с маркировкой 16 AWG.
Фоновая подсветка телевизора с применением проводов AWG
- В музыкальных центрах и телевизорах также используются данные проводники. К примеру, в наушниках и микрофонах применяется витая пара 22 или 24 AWG, сечение в мм которой будет указано ниже.
- Кабели с наименьшим калибром, менее 26 AWG, используются в автомобильных сигнализациях, датчиках температуры газовых либо же электрических котлов, а также в системах автоматического пожаротушения. Высокого напряжения они не выдерживают, но для сетей с небольшой величиной тока являются оптимальным вариантом. К примеру, провода 28 AWG активно используются в контакторах автомобильных подушек безопасности. Кабель 30 AWG повсеместно применяется в розеточных блоках подсоединения к интернету.
Все вышеуказанные отрасли применения проводов являются ключевыми, на практике их существенно больше. В данных отраслях часто встречаются проводники нестандартных калибров, выполняющие функции по передаче данных.
Сети слаботочного типа не представляют угрозы для людей и животных. Воздействие такого тока буквально не ощущается людским организмом, такие сети являются самыми безопасными и применяются в космонавтике и прочих технических отраслях. Даже во время открытого контакта с голыми жилами человеком не чувствуется удар током, поэтому ремонтные работы можно выполнять без отключения сети.
Активно применяются оптоволоконные кабели, произведённые по технологии США и промаркированные как 24 AWG (в мм равняется 0,644). Подобные сети протягивают как внешним, так и подземным способом. Они предназначаются для передачи данных на высоких скоростях.
Wire gauge calculations
Wire diameter calculations
The n gauge wire diameter dn in inches (in) is equal to 0.005in times 92 raised to the power of 36 minus gauge number n, divided by 39:
dn (in) = 0.005 in × 92(36-n)/39
The n gauge wire diameter dn in millimeters (mm) is equal to 0.127mm times 92 raised to the power of 36 minus gauge number n, divided by 39:
dn (mm) = 0.127 mm × 92(36-n)/39
Wire cross sectional area calculations
The n gauge wire’s cross sercional area An in kilo-circular mils (kcmil) is equal to 1000 times the square wire diameter d in inches (in):
An (kcmil) = 1000×dn2 = 0.025 in2 × 92(36-n)/19.5
The n gauge wire’s cross sercional area An in square inches (in2) is equal to pi divided by 4 times the square wire diameter d in inches (in):
An (in2) = (π/4)×dn2 = 0.000019635 in2 × 92(36-n)/19.5
The n gauge wire’s cross sercional area An in square millimeters (mm2) is equal to pi divided by 4 times the square wire diameter d in millimeters (mm):
An (mm2) = (π/4)×dn2 = 0.012668 mm2 × 92(36-n)/19.5
Wire resistance calculations
The n gauge wire resistance R in ohms per kilofeet (Ω/kft) is equal to 0.3048×1000000000 times the wire’s resistivity ρ in ohm-meters (Ω·m) divided by 25.42 times the cross sectional area An in square inches (in2):
Rn (Ω/kft) = 0.3048 × 109 × ρ(Ω·m) / (25.42 × An (in2))
The n gauge wire resistance R in ohms per kilometer (Ω/km) is equal to 1000000000 times the wire’s resistivity ρ in ohm-meters (Ω·m) divided by the cross sectional area An in square millimeters (mm2):
Rn (Ω/km) = 109 × ρ(Ω·m) / An (mm2)
Зачем производится расчет
Провода и кабели, по которым протекает электрический ток, являются важнейшей частью электропроводки.
Расчет сечения провода необходимо производить затем, чтобы убедится, что выбранный провод соответствует всем требованиям надежности и безопасной эксплуатации электропроводки.
Безопасная эксплуатация заключается в том, что если вы выберете сечение, не соответствующее его токовым нагрузкам, то это приведет к чрезмерному перегреву провода, плавлению изоляции, короткому замыканию и пожару.
Поэтому к вопросу о выборе сечения провода необходимо отнестись очень серьезно.
Что нужно знать
Основным показателем, по которому рассчитывают провод, является его длительно допустимая токовая нагрузка. Проще говоря, это такая величина тока, которую он способен пропускать на протяжении длительного времени.
Чтобы найти величину номинального тока, необходимо подсчитать мощность всех подключаемых электроприборов в доме. Рассмотрим пример расчета сечения провода для обычной двухкомнатной квартиры.
Таблица потребляемой мощности/силы тока бытовыми электроприборами
| Электроприбор | Потребляемая мощность, Вт | Сила тока, А |
|---|---|---|
| Стиральная машина | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Джакузи | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Электроподогрев пола | 800 – 1400 | 3,6 – 6,4 |
| Стационарная электрическая плита | 4500 – 8500 | 20,5 – 38,6 |
| СВЧ печь | 900 – 1300 | 4,1 – 5,9 |
| Посудомоечная машина | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Морозильники, холодильники | 140 – 300 | 0,6 – 1,4 |
| Мясорубка с электроприводом | 1100 – 1200 | 5,0 – 5,5 |
| Электрочайник | 1850 – 2000 | 8,4 – 9,0 |
| Электрическая кофеварка | 630 – 1200 | 3,0 – 5,5 |
| Соковыжималка | 240 – 360 | 1,1 – 1,6 |
| Тостер | 640 – 1100 | 2,9 – 5,0 |
| Миксер | 250 – 400 | 1,1 – 1,8 |
| Фен | 400 – 1600 | 1,8 – 7,3 |
| Утюг | 900 –1700 | 4,1 – 7,7 |
| Пылесос | 680 – 1400 | 3,1 – 6,4 |
| Вентилятор | 250 – 400 | 1,0 – 1,8 |
| Телевизор | 125 – 180 | 0,6 – 0,8 |
| Радиоаппаратура | 70 – 100 | 0,3 – 0,5 |
| Приборы освещения | 20 – 100 | 0,1 – 0,4 |
После того как мощность будет известна расчет сечения провода или кабеля сводится к определению силы тока на основании этой мощности. Найти силу тока можно по формуле:
1) Формула расчета силы тока для однофазной сети 220 В:
расчет силы тока для однофазной сети
где Р — суммарная мощность всех электроприборов, Вт; U — напряжение сети, В; КИ= 0.75 — коэффициент одновременности; cos для бытовых электроприборов- для бытовых электроприборов. 2) Формула для расчета силы тока в трехфазной сети 380 В:
расчет силы тока для трехфазной сети
Зная величину тока, сечение провода находят по таблице. Если окажется что расчетное и табличное значения токов не совпадают, то в этом случае выбирают ближайшее большее значение. Например, расчетное значение тока составляет 23 А, выбираем по таблице ближайшее большее 27 А — с сечением 2.5 мм2.
Какой провод лучше использовать
На сегодняшний день для монтажа, как открытой электропроводки, так и скрытой, конечно же большой популярностью пользуются медные провода.
- Медь, по сравнению с алюминием, более эффективна:
- она прочнее, более мягкая и в местах перегиба не ломается по сравнению с алюминием;
- меньше подвержена коррозии и окислению. Соединяя алюминий в распределительной коробке, места скрутки со временем окисляются, это приводит к потере контакта;
- проводимость меди выше чем алюминия, при одинаковом сечении медный провод способен выдержать большую токовую нагрузку чем алюминиевый.
Недостатком медных проводов является их высокая стоимость. Стоимость их в 3-4 раза выше алюминиевых. Хотя медные провода по стоимости дороже все же они являются более распространенными и популярными в использовании чем алюминиевые.
Конструкция и состав кабеля
В соответствии с разрешаемой задачей проводники, маркируемые как AWG, могут обладать разными калибрами и типом внешней обмотки.
В первую очередь это касается одножильных проводников с разной толщиной основы и внешним изоляционным слоем из вспененного полипропилена. Сердцевина может быть плетёной и складываться из нескольких пластов алюминиевых либо же медных жил, скрученных спиралевидным образом. Их показатель толщины напрямую воздействует на степень сопротивления тока – чем большим является число жил и показатель их толщины, тем слабее будет величина сопротивления и утрата на метр проводника. Также это значение воздействует на степень нагрева металла при повышенных нагрузках. Жилы большого калибра более стойки к нагреву, что существенно продлевает ресурс общих магистралей.
Многопроволочные кабели
Многожильные провода AWG сплетаются из множества одножильных. У каждого отдельного токовода присутствует индивидуальная изоляция из полипропилена. Поверх нее накладывается отдельный защитный слой. Иногда он дополняется броней.
Распространенный пример многожильных кабелей — это витая пара. За счет перекручивания жил провод обладает повышенной эластичностью, что делает его прокладку удобнее. А большое количество комбинаций цветов отдельных проводников идет на руку с точки зрения маркировки. Подобный кабель часто дополняется тонкой, но прочной ниткой. Она необходима для повышения прочности на разрыв. Также используется для быстрой и удобной разделки кабеля.
Витая пара AWG
Расчет сечения медных проводов и кабелей
Подсчитав нагрузку и определившись с материалом (медь), рассмотрим пример расчета сечения проводов для отдельных групп потребителей, на примере двухкомнатной квартиры.
Как известно, вся нагрузка делится на две группы: силовую и осветительную.
В нашем случае основной силовой нагрузкой будет розеточная группа, установленная на кухне и в ванной. Так как там устанавливается наиболее мощная техника (электрочайник, микроволновка, холодильник, бойлер, стиральная машина и т.п.).
Для этой розеточной группы выбираем провод сечением 2.5мм2. При условии, что силовая нагрузка будет разбросана по разным розеткам. Что это значит? Например, на кухне для подключения всей бытовой техники нужно 3-4 розетки подключенных медным проводом сечением 2.5 мм2 каждая.
Если вся техника подключается через одну единственную розетку, то сечения в 2.5 мм2 будет недостаточно, в этом случае нужно использовать провод сечением 4-6 мм2. В жилых комнатах для питания розеток можно использовать провод сечением 1.5 мм2, но окончательный выбор нужно принимать после соответствующих расчетов.
Питание всей осветительной нагрузки выполняется проводом сечением 1.5 мм2.
Необходимо понимать, что мощность на разных участках электропроводки будет разной, соответственно и сечение питающих проводов тоже разным. Наибольшее его значение будет на вводном участке квартиры, так как через него проходит вся нагрузка. Сечение вводного питающего провода выбирают 4 – 6 мм2.
При монтаже электропроводки применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ.
Выбор сечения кабеля по мощности
Вот мы добрались и до сути нашей статьи. Однако всё, что было выше, упускать нельзя, а значит и мы умолчать не могли.
Если попытаться изложить мысль логично и по-простому, то через каждое условное сечение проводника может пройти ток определенной силы. Заключение это вполне логичное и теперь лишь осталось узнать эти соотношения и соотнести для разных диаметров провода, исходя из его типоряда.
Также нельзя умолчать, что здесь, при расчете сечения по току, в «игру вступает» и температура. Да, это новая составляющая – температура. Именно она способна повлиять на сечение. Как и почему, давайте разбираться.
Все мы знаем о броуновском движении. О постоянном смещении ионов в кристаллической решетке. Все это происходит во всех материалах, в том числе и в проводниках. Чем выше температура, тем больше будут эти колебания ионов внутри материала. А мы знаем, что ток — это направленное движение частиц.
Так вот, направленное движение частиц будет сталкиваться в кристаллической решетке с ионами, что приведет к повышению сопротивления для тока.
Чем выше температура, тем выше электрическое сопротивление проводника. Поэтому по умолчанию, сечение провода для определенного тока принимается при комнатной температуре, то есть при 18 градусах Цельсия. Именно при этой температуре приведены все справочные значения в таблицах, в том числе и наших.
Несмотря на то, что алюминиевые провода мы не рассматриваем в качестве проводов для электропроводки, по крайней мере, в квартире, тем не менее, они много где применяются. Скажем для проводки на улице. Именно поэтому мы также приведем значения зависимостей сечения и тока и для алюминиевых проводов.
Итак, для меди и алюминия будут следующие показатели зависимости сечения провода (кабеля) от тока (мощности). Смотрите таблицу.
Таблица проводников под допустимый максимальный ток для их использования в проводке:
С 2001 года алюминиевые провода для проводки в квартирах не применяются. (ПЭУ)
Да, здесь как заметил наш читатель, мы фактически не привели расчета, а лишь предоставили справочные данные, сведенные в таблицу, на основании этих расчетов. Но смеем вас замерить, что для расчетов необходимо перелопатить множество формул, и показателей. Начиная от температуры, удельного сопротивления, плотности тока и тому подобных.
Поэтому такие расчеты мы оставим для спецов. При этом необходимо заметить, что и они не являются окончательными, так как могут незначительно разнится, в зависимости от стандарта на материал и запаса провода по току, применяемого в разных странах.
А вот о чем мы еще хотели бы сказать, так это о переводе сечения провода в диаметр. Это необходимо, когда имеется провод, но по каким-то причинам маркировки на нем нет. В этом случае по диаметру провода можно вычислить сечения и наоборот из сечения диаметр.
Многожильные провода AWG
Такие кабельные продукты могут иметь не только традиционную форму цилиндра с круглым сечением, но и выпускаться в трехгранном исполнении. Поскольку проволоки обладают высокой эластичностью, многопроволочные проводники можно скручивать в разных направлениях. Это очень удобно при прокладке коммуникаций в труднодоступных местах. Медные жилы более прочные и износостойкие, чем выполненные из алюминия, но и более дорогостоящие.
Важно! Изоляция таких продуктов изготавливается из надежных диэлектриков: поливинилхлорида или полипропилена. Эти материалы довольно стойкие к не слишком агрессивным механическим воздействиям (таким, как проседание почвенного слоя), а также обеспечивают защиту от короткого замыкания, в том числе при объединении пучков провода
Как перевести дюймы в миллиметры
Разобравшись, чему равен 1 дюйм, постараемся применить полученные знания на практике. К примеру, у вас есть импортная труба, диаметр которой равен 3″. Как подобрать подходящие для него гайки и другие комплектующие? Здесь не возникнет никаких проблем – достаточно умножить 3″ на количество сантиметров в дюйме – 25,4 миллиметра. В результате вы получите 76,2 миллиметра. Чаще всего измерения округляются до целых чисел, то есть результат составит 76 миллиметров.
Труба имеет более крупный диаметр, например, 10″? И здесь проблем не возникнет 10*25,4=254 миллиметра или 25,4 сантиметра.
Попробуем более сложные примеры. Распространены трубы диаметром в ¼”. Производим нехитрое вычисление: ¼*25,4=6,35 миллиметра.
Нередко диаметр имеет дробное значение, к примеру, 2,5″. Как провести вычисления в таком случае? И снова решаем привычную задачу – 2,5*25,4=63,5 миллиметра.
Как вы могли убедиться, зная, сколько см в 1 дюйме, можно без особого труда произвести все требуемые расчеты и получить нужный результат.
Формулы для расчета
Имея дело с AWG проводами и проводя расчет их сечения, можно использовать приведенные ниже формулы.
Преобразование калибра в диаметр (в дюймах inch)
где,
- n — калибр провода;
- dinch — диаметр в дюймах.
Преобразование калибра в диаметр (в мм)
где,
- n — калибр;
- dmm — диаметр провода, мм.
В некоторых ситуациях необходимо вычислить сечение провода по калибру. На подобный случай также выведена формула (упрощенная):
здесь,
An — сечение провода, кв
мм;
n — калибр (обратите внимание на знак «-»);. И наконец, несколько общих формул, которые пригодятся при расчетах
Сечение провода через диаметр:
И наконец, несколько общих формул, которые пригодятся при расчетах. Сечение провода через диаметр:
где,
- A — сечение провода, кв. мм (дюймах);
- d — диаметр, мм (дюймах).
Перевод диаметра в дюймах в миллиметры:
здесь,
- dmm — диаметр провода в мм;
- dinch — диаметр в дюймах.
AWG. Таблица перевода кабеля и провода AWG в миллиметры, мм
Таблица значений AWG для одножильных кабелей
Таблица перевода AWG в миллиметры, мм
Диаметр кабеля, мм (mm)
Сопротивление кабеля Ом/м, [ Ohm/ m]
Диаметр кабеля, мм (mm)
Сопротивление кабеля Ом/м, [ Ohm/ m]
Диаметр кабеля, мм (mm)
Сопротивление кабеля Ом/м, [ Ohm/ m]
Диаметр кабеля, мм (mm)
Сопротивление кабеля Ом/м, [ Ohm/ m]
Формула для расчета и перевода AWG в миллиметры: d = 0.127*92 ((36-AWG)/39)
Увеличение толщины проводника на 6 калибров практически соответствует увеличению толщины вдвое (шестая степень числа 1.1229322 равна 2.005…). Понятно также, что уменьшение толщины на три калибра уменьшает вдвое площадь поперечного сечения.
Таблица значений AWG для многожильных кабелей
Определить значения AWG для многожильных проводников не так просто. Многие источники приводят для расчета многожильных кабелей точно такую же формулу, как и для одножильных, но это неверно, т.к. в многожильном проводнике приходится рассчитывать суммарную площадь сечения по площадям сечения каждых отдельных маленьких жилок, а эквивалентный диаметр – по диаметру отдельных жилок, уложенных по принципу плотной упаковки. Например, для фактически 7-жильного кабеля диаметр проводника геометрически (в упаковке) равен трем диаметрам жил, для 19-жильного – 5 диаметрам, а для промежуточных отношений диаметр рассчитывается через промежуточный коэффициент.
Поэтому целое значение коэффициента (причем всегда нечетное) будет только при строго определенном количестве жил в проводнике. Для 7-жильного это коэффициент 3, для 19-жильного – 5, для 37 – 7, для 61 – 9. Рассчитать такие «правильные» конфигурации несложно:
1 + 6 = 7 1 + 6 + 12 = 19 1 + 6 + 12 + 18 = 37 1 + 6 + 12 + 18 + 24 = 61 1 + 6 + 12 + 18 + 24 + 30 = 91 и т.д.
Но в настоящих условиях, для очень многожильных проводников используются и «неправильные» количества жил, поэтому приходится определять фактический диаметр жилы эмпирическим путем.
В таблице значений AWG для многожильных кабелей, приведенной ниже, диаметр отдельной жилы рассчитан по той же формуле, что и для одножильных проводников, затем рассчитано сечение жилы, затем суммарное сечение всех жил в проводнике, а затем для «правильных» конфигураций дан расчетный диаметр. Самый правый столбец – фактический диаметр, его называют «приведенным». Как видно, разница между теоретическим и фактическим диаметрами не велика.
Формулы
По определению, № 36 AWG имеет диаметр 0,005 дюйма, а № 0000 – 0,46 дюйма в диаметре. Соотношение этих диаметров составляет 1:92, и существует 40 калибров от № 36 до № 0000, или 39 ступеней. Поскольку каждый последующий номер датчика увеличивает площадь поперечного сечения на постоянную величину, диаметры меняются геометрически. Любые два последовательных датчика (например, А и B ) имеют диаметры, отношение которых (диам. B ÷ dia. А) является 9239{ displaystyle { sqrt {92}}} (приблизительно 1,12293), а для датчиков на два шага (например, А, B, и C) отношение C к А составляет около 1.122932 = 1,26098. Диаметр No.а Проволока AWG определяется для калибра менее 00 (от 36 до 0) по следующей формуле:
- dп=0.005 япcчас×9236−п39=0.127 мм×9236−п39{ displaystyle d_ {n} = 0,005 ~ mathrm {дюйм} times 92 ^ { frac {36-n} {39}} = 0,127 ~ mathrm {мм} times 92 ^ { frac {36-n } {39}}}
(См. Ниже для манометров больше, чем № 0, то есть № 00, № 000, № 0000.)
или эквивалентно:
- dп=е−1.12436−0.11594п япcчас=е2.1104−0.11594п мм{ displaystyle d_ {n} = e ^ {- 1.12436-0.11594n} mathrm {inch} = e ^ {2.1104-0.11594n} mathrm {mm}}
Калибр можно рассчитать по диаметру, используя
- п=−39бревно92(dп0.005 япcчас)+36=−39бревно92(dп0.127 мм)+36{ displaystyle n = -39 log _ {92} left ({ frac {d_ {n}} {0,005 ~ mathrm {inch}}} right) + 36 = -39 log _ {92} влево ({ frac {d_ {n}} {0,127 ~ mathrm {mm}}} right) +36}
а площадь поперечного сечения равна
- Ап=π4dп2=0.000019635 япcчас2×9236−п19.5=0.012668 мм2×9236−п19.5{ displaystyle A_ {n} = { frac { pi} {4}} d_ {n} ^ {2} = 0.000019635 ~ mathrm {inch} ^ {2} times 92 ^ { frac {36-n } {19.5}} = 0,012668 ~ mathrm {мм} ^ {2} times 92 ^ { frac {36-n} {19.5}}},
Стандарт ASTM B258-02 (2008), Стандартные технические условия на стандартные номинальные диаметры и площади поперечного сечения размеров AWG сплошных круглых проводов, используемых в качестве электрических проводников, определяет соотношение между последовательными размерами как корень 39-й степени из 92, или приблизительно 1,122 9322. ASTM B258-02 также предписывает, что диаметры проводов должны быть сведены в таблицу, содержащую не более 4 значащих цифр, с разрешением не более 0,0001 дюйма (0,1 мил) для проводов диаметром более 44 AWG и 0,00001 дюйма (0,01 мил) для провода № 45 AWG и меньше.
Размеры с несколькими нулями последовательно больше № 0 и могут быть обозначены с помощью “количество нулей/ 0 “, например 4/0 для 0000. Для м/ 0 AWG провод, используйте п = −(м − 1) = 1 − м в приведенных выше формулах. Например, для № 0000 или 4/0 используйте п = −3.
Эмпирические правила
Шестая степень 39√92 очень близко к 2, что приводит к следующим практическим правилам:
- Когда поперечный площадь Если длина провода удвоена, AWG уменьшится на 3. (например, два провода № 14 AWG имеют примерно такую же площадь поперечного сечения, как и один провод № 11 AWG). Это удваивает проводимость.
- Когда диаметр Если длина провода удвоена, AWG уменьшится на 6. (например, AWG № 2 примерно в два раза больше диаметра AWG № 8). Это в четыре раза увеличивает площадь поперечного сечения и проводимость.
- Уменьшение десяти номеров шкалы, например, с № 12 до № 2, увеличивает площадь и вес примерно на 10 и уменьшает электрическое сопротивление (и увеличивает проводимость) примерно в 10 раз.
- Для того же сечения алюминиевая проволока имеет проводимость примерно 61% от меди, поэтому алюминиевый провод имеет почти такое же сопротивление, как и медная проволока меньше на 2 размера AWG, что составляет 62,9% площади.
- Сплошной круглый провод 18 AWG имеет диаметр около 1 мм.
- Приблизительное значение сопротивления медной проволоки можно выразить следующим образом:
Примерное сопротивление медного провода:27 AWG мОм / фут мОм / м AWG мОм / фут мОм / м AWG мОм / фут мОм / м AWG мОм / фут мОм / м 0.1 0.32 10 1 3.2 20 10 32 30 100 320 1 0.125 0.4 11 1.25 4 21 12.5 40 31 125 400 2 0.16 0.5 12 1.6 5 22 16 50 32 160 500 3 0.2 0.64 13 2 6.4 23 20 64 33 200 640 4 0.25 0.8 14 2.5 8 24 25 80 34 250 800 5 0.32 1 15 3.2 10 25 32 100 35 320 1000 6 0.4 1.25 16 4 12.5 26 40 125 36 400 1250 7 0.5 1.6 17 5 16 27 50 160 37 500 1600 8 0.64 2 18 6.4 20 28 64 200 38 640 2000 9 0.8 2.5 19 8 25 29 80 250 39 800 2500
Таблица перевода проводов AWG в мм2
Существуют трудности в понимании сечения AWG проводов. Чем больше калибр, тем меньше толщина жилы. Такое несоответствие создает проблемы при ремонте и проектировании проводки.
Чтобы каждый раз не производить расчет сечения кабеля или не пользоваться калькуляторами специалисты вывели специальную таблицу проводов. В ней отображается зависимость между калибром AWG, его сечением и максимальным допустимым током.
| Калибр провода | Сечение, кв. мм | Длительный допустимый ток, А (с изоляцией, при 60°C) |
|---|---|---|
| 0000 | 107 | 195 |
| 000 | 85 | 165 |
| 00 | 67,4 | 145 |
| 53,5 | 125 | |
| 1 | 42,4 | 110 |
| 2 | 33,6 | 95 |
| 3 | 26,7 | 85 |
| 4 | 21,2 | 70 |
| 5 | 16,8 | – |
| 6 | 13,3 | 55 |
| 7 | 10,5 | – |
| 8 | 8,37 | 40 |
| 9 | 6,63 | – |
| 10 | 5,26 | 30 |
| 11 | 4,17 | – |
| 12 | 3,31 | 25 |
| 13 | 2,62 | – |
| 14 | 2,08 | 20 |
| 15 | 1,65 | – |
| 16 | 1,31 | 15 |
| 17 | 1,04 | – |
| 18 | 0,823 | 10 |
| 19 | 0,653 | – |
| 20 | 0,518 | 5 |
| 21 | 0,41 | – |
| 22 | 0,326 | 4,5 |
| 23 | 0,258 | – |
| 24 | 0,205 | 2,1 |
| 25 | 0,162 | – |
| 26 | 0,129 | 1,3 |
| 27 | 0,102 | – |
| 28 | 0,081 | 0,83 |
| 29 | 0,064 | – |
| 30 | 0,051 | 0,52 |
| 31 | 0,04 | – |
| 32 | 0,032 | 0,32 |
| 33 | 0,025 | – |
| 34 | 0,02 | 0,18 |
| 35 | 0,016 | – |
| 36 | 0,013 | – |
| 37 | 0,01 | – |
| 38 | 0,0079 | – |
| 39 | 0,0063 | – |
| 40 | 0,005 | – |
Многожильные провода AWG
22 AWG многожильный
Многожильные провода по своей конструкции несколько сложнее, поэтому сделать правильный расчёт комфортной для них нагрузки крайне трудно. Нужно отталкиваться от характеристик одной жилы и вычислять коэффициентное соотношение.
Сами кабели, калибр которых указан числом перед аббревиатурой AWG, может иметь цилиндрическую форму или форму треугольника, сплетённого в цельный стержень. Благодаря эластичности металла провод может быть скручен под различными углами, что весьма удобно при монтажных работах в труднодоступных точках, к примеру, стеновые кабель-каналы.
Изоляционный слой из полипропилена или ПВХ также обладает высокой гибкостью и отменно переносит механические воздействия при просеве почвы либо же деформации части магистрали. Изоляция является абсолютно диэлектрической, поэтому даже при соединении пучков кабеля между собой короткое замыкание исключено.
Кабель витая пара UTP (U/UTP), категория 5, 100 пар (24 AWG)
В отдельных витых парах из оптоволокна, исключая стандартную оболочку, между сердцевиной и изоляционным слоем располагается армирующая нить, которая закручена по спирали. Она придаёт изделиям прочности даже во время скручивания. Такая изоляция предупреждает растягивание проводов, постоянно возвращая стержень и внешний слой в допустимый уровень.
К отдельному классу нужно отнести телевизионные кабели для передачи сигнала от антенны либо же усилителя. Данные проводники обладают сердцевиной из меди, которая запаяна в пену из полиэтилена. От центра кабеля к краю располагается оболочка из фольги, которая отвечает за доставку отрицательных частиц. Внешний слой – это изоляция из ПВХ, плотно облегающая всё изделие. Сборка проводника выполняется при помощи специальных переходников из металла с аппаратом обтягивания. Они надёжно фиксируют провод и гарантируют точность контакта.
Происхождение маркировки
Ранее в США проводка изготавливалась методом волочения. Брался цельный пруток меди, соответствующий калибру AWG 0. Затем его заправляли в специальные прокаточные станки. Проволока проходила через серию валиков и уменьшающихся отверстий. В результате ее диаметр сокращался до требуемого значения.
Если заготовка проходила 1 цикл утоньшения, то на выходе получался провод AWG 1. Если 2, то AWG 2. Количество циклов достигало нескольких десятков. При каждом прохождении через станок проводник становился тоньше по сечению, но на 1 единицу больше по калибру.
Стоит отметить, что AWG 0 — это не самый толстый провод. Помимо него, есть калибры 00, 000 и 0000. Но их используют значительно реже. В данном случае, чем больше нулей в расшифровке, тем толще проволока.
Происхождение маркировки
Таблица маркировки проводов AWG
По своей форме кабельные жилы схожи с обычной проволокой из меди.
Каждая следующая процедура протяжки понижала сечение и прибавляла единицу к значению AWG. На старте процесса применяется заготовка с наибольшим калибром AWG 0 (соответствие самому толстому кабелю). При одной протяжке проволоки будет получено значение AWG 1. Если заготовка пройдёт сквозь станок два раза, то получится значение AWG 2 и так по нарастающей.
Самые крупные калибры, большие чем AWG 0, обозначаются как AWG 00, AWG 000 и т.д.
Ранее в США проводка изготавливалась методом волочения. Брался цельный пруток меди, соответствующий калибру AWG 0. Затем его заправляли в специальные прокаточные станки. Проволока проходила через серию валиков и уменьшающихся отверстий. В результате ее диаметр сокращался до требуемого значения.
Если заготовка проходила 1 цикл утоньшения, то на выходе получался провод AWG 1. Если 2, то AWG 2. Количество циклов достигало нескольких десятков. При каждом прохождении через станок проводник становился тоньше по сечению, но на 1 единицу больше по калибру.
