American Wire Gauge

American Wire Gauge, abgekürzt AWG ist eine Kodierung für Drahtdurchmesser und wird überwiegend in Nordamerika verwendet. Sie kennzeichnet elektrische Leitungen aus Litzen und massivem Draht und wird vor allem in der Elektrotechnik zur Bezeichnung des Querschnitts von Adern verwendet. Das System wurde 1857 von J. R. Brown eingeführt und war zunächst unter dem Namen Brown & Sharp (B&S) Gauge bekannt.

Inhaltsverzeichnis

Herleitung

Schablone verschiedener Querschnitte in AWG

Das System American Wire Gauge basiert auf dem Herstellverfahren von Drähten und drückt die Anzahl der Ziehschritte des Drahtes aus. Weil sich (Kupfer)-Draht während des Ziehens verfestigt, besteht ab einem Grenzwert Reißgefahr. Daher ist das Maß des Ziehens begrenzt. Erst nach einer Wärmebehandlung kann der Draht weiter gezogen werden. Durch jeden Zug wird – bei gleichbleibendem Volumen – der Draht dünner und länger.

Festgelegt sind die Durchmesser für zwei Stufen:

Bezeichnung Durchmesser (Zoll) Durchmesser (mm)
AWG 0000 (4/0) 0,4600" 11,7mm
AWG 36 0,0050" 0,13mm

Der Standard ASTM B 258-02 definiert das Verhältnis von aufeinanderfolgenden AWG-Größen als: [1]

\frac{d_{\text{AWG}-1}}{d_\text{AWG}}=\sqrt[39]{\frac{0{,}4600}{0{,}0050}}=1{,}1229322

Hieraus lässt sich die Formel zur Berechnung des Durchmessers aus der AWG-Zahl herleiten:

d_\text{Zoll} = 0,005~\text{Zoll} \cdot 92 ^ \frac{36-\text{AWG}}{39}

bzw.

d_\text{mm} = 0,127~\text{mm} \cdot 92 ^ \frac{36-\text{AWG}}{39}

Im Standard ist festgelegt, dass die Durchmesser in den Tabellen nicht mehr als vier signifikante Stellen, bezogen auf die Einheit Inch, umfassen sollen. Die Auflösung soll 0,1 mil für AWG 44 und 0,01 mil für AWG 45 aufsteigend umfassen.

Die Berechnung der AWG-Zahl aus dem Durchmesser erfolgt durch:

\text{AWG} = -39\cdot\log_{92} \left( \frac{d_\text{Zoll}}{0,005~\text{Zoll}} \right)+36 = -39\cdot\log_{92} \left( \frac{d_\text{mm}}{0,127~\text{mm}} \right)+36

Dabei sind auch negative Werte von AWG möglich, die als AWG 00, AWG 000 und AWG 0000 (0,46") geschrieben werden.

Leitungen aus Litzen weisen wegen der aneinanderliegenden Einzeldrähte einen um 13% bis 14% größeren Gesamtdurchmesser auf.

Tabelle für AWG-Drähte (Massivleiter)

Die vollzogene Umrechnung mit obiger Formel in Längeneinheiten zeigt die folgende Tabelle.

(1 Zoll = 25,4 mm; 1 Zoll² = 645,16 mm²)

Der spezifische Widerstand von Kupfer wurde angenommen mit:

 \rho_\text{Kupfer}\approx 0,0178\frac{\Omega \cdot mm^2}{m}

Die als Äquivalent angegebenen Querschnitte sind die von den europäischen Herstellern empfohlenen Ersatztypen in den üblichen, metrischen Abstufungen.

AWG d (Zoll) A (Zoll2) d (mm) A (mm2) R(Ω/km) Metrisches

Äquivalent (mm2)

SWG BWG

(Stubs)

W&M
000000 (6/0) (-5) 0,580161 0,2643550102 14,73610 170,551278 0,10 185      
00000 (5/0) (-4) 0,516643 0,2096386983 13,12274 135,250503 0,13 150      
0000 (4/0) (-3) 0,460000 0,1661901110 11,68400 107,219212 0,163 120      
000 (3/0) (-2) 0,409600 0,1317678350 10,40384 85,0113364 0,21 95      
00 (2/0) (-1) 0,364800 0,1045199453 9,265920 67,4320879 0,26 70      
0 (1/0) 0,324900 0,0829065680 8,252460 53,4880014 0,33        
1 0,289300 0,0657334432 7,348220 42,4085882 0,42 50      
2 0,257600 0,0521172188 6,543040 33,6239449 0,53 35      
3 0,229400 0,0413310408 5,826760 26,6651343 0,67        
4 0,204300 0,0327813057 5,189220 21,1491872 0,84 25      
5 0,181900 0,0259869262 4,620260 16,7657253 1,06        
6 0,162000 0,0206119720 4,114800 13,2980199 1,34 16     8
7 0,144300 0,0163539316 3,665220 10,5509025 1,69   9    
8 0,128500 0,0129686799 3,263900 8,36687352 2,13 10 10    
9 0,114400 0,0102787798 2,905760 6,63145758 2,68        
10 0,101900 0,0081552613 2,588260 5,26144838 3,38 6      
11 0,090740 0,0064667648 2,304796 4,17209798 4,27        
12 0,080810 0,0051288468 2,052574 3,30892680 5,38 4 14   14
13 0,071960 0,0040669780 1,827784 2,62385153 6,78   15 15 15
14 0,064080 0,0032250357 1,627632 2,08066403 8,55 2,5 16    
15 0,057070 0,0025580278 1,449578 1,65033722 10,79        
16 0,050820 0,0020284244 1,290828 1,30865829 13,60 1,5      
17 0,045260 0,0016088613 1,149604 1,03797296 17,15        
18 0,040300 0,0012755562 1,023620 0,82293784 21,63 1 19    
19 0,035890 0,0010116643 0,911606 0,65268534 27,27 0,75 20    
20 0,031960 0,0008022377 0,811784 0,51757167 34,39 0,75     21
21 0,028460 0,0006361497 0,722884 0,41041834 43,37 0,5 22 22 22
22 0,025350 0,0005047141 0,643890 0,32562135 54,66 0,34   23  
23 0,022570 0,0004000853 0,573278 0,25811903 68,96        
24 0,020100 0,0003173084 0,510540 0,20471469 86,95 0,25 25 25 25
25 0,017900 0,0002516492 0,454660 0,16235400 109,64   26 26 26
26 0,015940 0,0001995566 0,404876 0,12874594 138,26 0,14   27  
27 0,014200 0,0001583676 0,360680 0,10217244 174,22     28  
28 0,012640 0,0001254826 0,321056 0,08095635 219,87 0,09      
29 0,011260 0,0000995787 0,286004 0,06424419 277,07        
30 0,010030 0,0000790117 0,254762 0,05097519 349,19   33 31  
31 0,008928 0,0000626034 0,226771 0,04038921 440,71     32 36
32 0,007950 0,0000496391 0,201930 0,03202516 555,81     33 38
33 0,007080 0,0000393691 0,179832 0,02539937 700,80     34 40
34 0,006305 0,0000312219 0,160147 0,02014312 883,68       42
35 0,005615 0,0000247622 0,142621 0,01597558 1114,20       45
36 0,005000 0,0000196349 0,127000 0,01266765 1405,15     35 47
37 0,004453 0,0000155738 0,113106 0,01004759 1771,57   41   50
38 0,003965 0,0000123474 0,100711 0,00796605 2234,48   42 36  
39 0,003531 0,0000097923 0,089687 0,00631760 2817,53   43    
40 0,003145 0,0000077684 0,079883 0,00501186 3551,57   44    
41 0,002800 0,0000061575 0,071120 0,00397257 4480,72   45    
42 0,002490 0,0000048695 0,063246 0,00314161 5665,89        
43 0,002220 0,0000038708 0,056388 0,00249729 7127,74        
44 0,001970 0,0000030480 0,050038 0,00196645 9051,86   47    
45 0,001760 0,0000024328 0,044704 0,00156955 11340,86        
46 0,001570 0,0000019359 0,039878 0,00124897 14251,80   48    
47 0,001396 0,0000015309 0,035462 0,00098768 18021,95        
48 0,001243 0,0000012140 0,031580 0,00078325 22725,73        
49 0,001107 0,0000009628 0,028122 0,00062114 28657,21        
50 0,000986 0,0000007635 0,025043 0,00049257 36136,83   50    

Zusammensetzung von AWG-Litzenleitern

 
AWG AWG-Aufbau
n×AWG
36 7×44
34 7×42
32 7×40
19×44
30 7×38
19×42
28 7×36
19×40
27 7×35
26 7×34
10×36
19×38
24 7×32
10×34
19×36
41×40
22 7×30
19×34
26×36
 
AWG AWG-Aufbau
n×AWG
20 7×28
10×30
19×32
26×34
41×36
18 7×26
16×30
19×32
41×34
65×36
16 7×24
19×28
26×30
65×34
105×36
14 7×22
19×27
41×30
105×34
12 7×20
19×26
60×30
165×34
 
AWG AWG-Aufbau
n×AWG
10 37×26
49×27
105×30
8 49×25
133×29
655×36
6 133×27
259×30
1050×36
4 133×25
259×27
1666×36
2 133×23
259×26
655×30
2646×36
1 133×22
259×25
817×30
2109×34

abgeleitete Anwendungen

Die Bezeichnung der AWG Größe (z. B. AWG 32) wird in der Wire-Wrap-Technik zur Bestimmung des Wickeleinsatzes benötigt.

Kritik

Das AWG-System basiert auf einem zum Zeitpunkt der Entwicklung bestehenden Fertigungsverfahren. Für den Anwender ist es unwichtig zu wissen, wie oft ein Draht gezogen wird; einzig die Abmessungen sind interessant. AWG negiert technologische Weiterentwicklungen sowie zukünftige, materialwissenschaftliche Erkenntnisse. Die Drahtkodierungen für die Drahtziehpraxis aus den 1800er Jahren wurde an den Bedürfnissen der Anwender vorbei eingeführt und ist noch heute in vielen Ländern in Verwendung.

Speziell die USA ignorieren, dass sie bereits 1878 der Meterkonvention beigetreten sind und halten am AWG-System fest. Als Zugeständnis werden lediglich zöllige in metrische Einheiten umgerechnet. Das führt dazu, dass zum Beispiel europäische Hersteller von Elektrischen Leitungen, Steckverbindern und Crimpkontakten dazu gezwungen sind, spezielle Ausführungen für den US-amerikanischen Markt herzustellen und ihre Produktpalette entsprechend anzupassen.

Andere Drahtkodierungen

Neben dem American Wire Gauge existieren in Großbritannien Imperial Standard Wire Gauge (ISWG), auch einfach Standard Wire Gauge (SWG) genannt, und Birmingham Wire Gauge (BWG), auch Stubs' Wire Gauge genannt, die ebenso durch einen Zahlencode gekennzeichnet sind. Eine weitere Drahtkodierung ist die von Washburn & Moen (W&M).

Auch für das Ausgangsmaterial von Bohrern ist in angloamerikanischen Staaten noch immer eine eigenen Kodierung, der Drill wire gauge in Anwendung. Die Spanne umfasst den Bereich von #107 mit 0,0483 mm als kleinsten bis #Z mit 10,4902 mm als größten Bohrungsdurchmesser.

Bezeichnungen für Kabel, die den realen Querschnitt referenzieren, sind nach IEC 60228 genormt.

Weblinks

Quellen

  1. ASTM Standard B 258-02, Seite 4

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