calibre de alambre americano

Estándar norteamericano para diámetros de cables eléctricos.

American Wire Gauge ( AWG ) es un sistema de calibre de alambre estandarizado escalonado logarítmico utilizado desde 1857, predominantemente en América del Norte , para los diámetros de alambre eléctrico conductor redondo, sólido, no ferroso . Las dimensiones de los cables se dan en la norma ASTM B 258. ^[1] El área de la sección transversal de cada calibre es un factor importante para determinar su capacidad de transporte de corriente .

AWG también se usa comúnmente para especificar tamaños de joyería para perforaciones corporales (especialmente tamaños más pequeños), incluso cuando el material no es metálico. ^[2]

Origen

El AWG se originó en el número de operaciones de trefilado utilizadas para producir un calibre de alambre determinado. El alambre muy fino (por ejemplo, el calibre 30) requirió más pasadas a través de las matrices de trefilado que el alambre de calibre 0. Los fabricantes de alambre anteriormente tenían sistemas patentados de calibre de alambre; El desarrollo de calibres de alambre estandarizados racionalizó la selección de alambre para un propósito particular.

Si bien el AWG es esencialmente idéntico al calibre para láminas de metal de Brown & Sharpe (B&S), el calibre B&S fue diseñado para usarse con láminas de metal, como sugiere su nombre. Estos son funcionalmente intercambiables, pero el uso de B&S en relación con los calibres de alambre, en lugar de los calibres de chapa metálica, es técnicamente inadecuado.

Especificaciones

Los números de calibre crecientes indican diámetros de alambre decrecientes logarítmicamente , lo cual es similar a muchos otros sistemas de calibre no métricos , como el calibre de alambre estándar británico (SWG). Sin embargo, AWG es diferente a IEC 60228 , el estándar métrico de tamaño de cable utilizado en la mayor parte del mundo, basado directamente en el área de la sección transversal del cable (en milímetros cuadrados, mm²).

Las tablas AWG son para conductor único, macizo y redondo. El AWG de un cable trenzado está determinado por el área de la sección transversal del conductor sólido equivalente. Debido a que también hay pequeños espacios entre los hilos, un cable trenzado siempre tendrá un diámetro total ligeramente mayor que un cable sólido con el mismo AWG.

Fórmulas

Por definición, el número 36 AWG tiene 0,005 pulgadas de diámetro y el número 0000 tiene 0,46 pulgadas de diámetro. La proporción de estos diámetros es 1:92 y hay 40 tamaños de calibre del No. 36 al No. 0000, o 39 pasos. Debido a que cada número de calibre sucesivo aumenta el área de la sección transversal en un múltiplo constante, los diámetros varían geométricamente . Dos calibres sucesivos cualesquiera (p. ej., A y B ) tienen diámetros cuya relación (diámetro B ÷ diámetro A ) es (aproximadamente 1,12293), mientras que para calibres separados por dos pasos (p. ej., A , B y C ), la relación de la C a A es aproximadamente 1,12293 ² ≈ 1,26098. ${\displaystyle {\sqrt[{39}]{92}}}$

El diámetro de un cable AWG se determina según la siguiente fórmula:

re norte = 0,005 yo norte do h × 92 ( 36 − n ) / 39 = 0,127 m m × 92 ( 36 − n ) / 39 {\displaystyle d_{n}=0.005~\mathrm {pulgada} \times 92^{(36-n) /39}=0.127~\mathrm {mm} \times 92^{(36-n)/39}}

(donde n es el tamaño AWG para calibres de 36 a 0, n = −1 para el No. 00, n = −2 para el No. 000 y n = −3 para el No. 0000. Consulte la regla a continuación)

o equivalente:

${\displaystyle d_{n}=e^{-1.12436-0.11594n}\ \mathrm {inch} =e^{2.1104-0.11594n}\ \mathrm {mm} }$

El calibre se puede calcular a partir del diámetro usando  ^[3]

${\displaystyle n=-39\log _{92}\left({\frac {d_{n}}{0.005~\mathrm {inch} }}\right)+36=-39\log _{92}\left({\frac {d_{n}}{0.127~\mathrm {mm} }}\right)+36}$

y el área de la sección transversal es

${\displaystyle A_{n}={\frac {\pi }{4}}d_{n}^{2}\approx 0.000019635~\mathrm {inch} ^{2}\times 92^{(36-n)/19.5}\approx 0.012668~\mathrm {mm} ^{2}\times 92^{(36-n)/19.5}}$,

La norma ASTM B258-02 (2008), Especificación estándar para diámetros nominales estándar y áreas de sección transversal de tamaños AWG de alambres redondos sólidos utilizados como conductores eléctricos , define la relación entre tamaños sucesivos como la raíz 39 de 92, o aproximadamente 1,1229322. . ^[4] ASTM B258-02 también dicta que los diámetros de los cables deben tabularse con no más de 4 cifras significativas, con una resolución de no más de 0,0001 pulgadas (0,1 mils) para cables mayores que No. 44 AWG y 0,00001 pulgadas (0,01 mils) para cables No. 45 AWG y más pequeños.

Los tamaños con múltiples ceros son sucesivamente mayores que el No. 0 y se pueden indicar usando " número de ceros /0", por ejemplo 4/0 para 0000. Para un cable m /0 AWG, use n = −( m − 1) = 1 − m en las fórmulas anteriores. Por ejemplo, para el número 0000 o 4/0, utilice n = −3 .

Reglas de juego

La sexta potencia de ³⁹ √ 92 está muy cerca de 2, ^[5] lo que lleva a las siguientes reglas generales:

• Cuando se duplica el área de la sección transversal de un cable, el AWG disminuirá en 3. (Por ejemplo, dos cables No. 14 AWG tienen aproximadamente la misma área de sección transversal que un solo cable No. 11 AWG). Esto duplica la conductancia.
• Cuando se duplica el diámetro de un cable, el AWG disminuirá en 6. (Por ejemplo, el AWG No. 2 es aproximadamente el doble del diámetro del AWG No. 8). Esto cuadriplica el área de la sección transversal y la conductancia.
• Una disminución de diez números de calibre, por ejemplo del No. 12 al No. 2, multiplica el área y el peso por aproximadamente 10, y reduce la resistencia eléctrica (y aumenta la conductancia ) por un factor de aproximadamente 10.
• Para la misma sección transversal, el alambre de aluminio tiene una conductividad de aproximadamente el 61% de la del cobre, por lo que un alambre de aluminio tiene casi la misma resistencia que un alambre de cobre más pequeño en 2 AWG, que tiene el 62,9% del área.
• Un cable sólido redondo de 18 AWG tiene aproximadamente 1 mm de diámetro.
• Por lo tanto, la resistencia del cable de cobre se puede aproximar utilizando reglas generales. ^{[6] : 27}

Tablas de tamaños de cables AWG

La siguiente tabla muestra varios datos que incluyen tanto la resistencia de los distintos calibres de cables como la corriente permitida ( ampacidad ) basada en un conductor de cobre con aislamiento plástico. La información sobre diámetros en la tabla se aplica a alambres macizos . Los cables trenzados se calculan calculando el área de cobre de la sección transversal equivalente . La corriente de fusión (cable de fusión) se estima en función de una temperatura ambiente de 25 °C (77 °F). La siguiente tabla asume frecuencias de CC o CA iguales o inferiores a 60 Hz y no tiene en cuenta el efecto superficial . "Vueltas de alambre por unidad de longitud" es el recíproco del diámetro del conductor; Por lo tanto, se trata de un límite superior para alambre enrollado en forma de hélice (ver solenoide ), basado en alambre no aislado.

1. Para cables cerrados a 30 °C de temperatura ambiente, ^[8] con clasificación de temperatura del material de aislamiento dada, o para cables individuales desagregados en equipos de 16  AWG y menores. ^[9]
2. o, equivalentemente, Ω /km
3. o, equivalentemente, Ω/kft
4. Exactamente, por definición

En la industria eléctrica norteamericana, los conductores de más de 4/0 AWG generalmente se identifican por el área en miles de mils circulares (kcmil), donde 1 kcmil = 0,5067 mm ² . El siguiente tamaño de cable mayor que 4/0 tiene una sección transversal de 250 kcmil. Un mil circular es el área de un alambre de un mil de diámetro. Un millón de mils circulares es el área de un círculo con 1000 mils (1 pulgada) de diámetro. Una abreviatura más antigua para mil mils circulares es MCM .

Tamaños AWG de cables trenzados

AWG también se puede utilizar para describir cables trenzados. El AWG de un cable trenzado representa la suma del diámetro de la sección transversal de los hilos individuales; los espacios entre hebras no se cuentan. Cuando se fabrican con hilos circulares, estos espacios ocupan aproximadamente el 25% del área del cable , por lo que el diámetro total del haz debe ser aproximadamente un 13% mayor que el de un cable sólido del mismo calibre.

Los cables trenzados se especifican con tres números: el tamaño AWG general, el número de hilos y el tamaño AWG de un hilo. El número de hilos y el AWG de un hilo están separados por una barra. Por ejemplo, un cable trenzado de 22 AWG 7/30 es un cable de 22 AWG hecho de siete hilos de cable de 30 AWG.

Como se indica en las secciones anteriores de Fórmulas y reglas generales, las diferencias en AWG se traducen directamente en proporciones de diámetro o área. Esta propiedad se puede emplear para encontrar fácilmente el AWG de un haz trenzado midiendo el diámetro y el número de sus hilos. (Esto solo se aplica a haces con hilos circulares de idéntico tamaño). Para encontrar el AWG de un cable de 7 hilos con hilos iguales, reste 8,4 del AWG de un hilo. De manera similar, para 19 hilos, reste 12,7 y para 37, reste 15,6.

Medir el diámetro del cordón suele ser más fácil y preciso que intentar medir el diámetro del haz y la relación de empaquetamiento. Esta medición se puede realizar con una herramienta de calibre de alambre o con un calibre o micrómetro.

Nomenclatura y abreviaturas en distribución eléctrica.

En la industria eléctrica se utilizan comúnmente formas alternativas para especificar tamaños de cables como AWG.

• 4 AWG (adecuado)
  • #4 (el signo numérico se utiliza como abreviatura de "número")
  • № 4 (el signo numérico se utiliza como abreviatura de "número")
  • No. 4 (se utiliza una aproximación del número como abreviatura de "número")
  • N° 4 AWG
  • 4 calibres. (abreviatura de "medidor")
• 000 AWG (apto para tamaños grandes)
  • 3/0 (común para tamaños grandes) Se pronuncia "tres y nada"
  • 3/0 CAE
  • #000

Pronunciación

AWG se conoce coloquialmente como calibre y los ceros en cables de gran tamaño se denominan cero / ˈ ɔː t / . El cable de tamaño 1 AWG se conoce como cable de "calibre único" o "Nº 1"; de manera similar, los diámetros más pequeños se pronuncian " calibre x  " o cable "No.  x ", donde x es el número AWG entero positivo. Los tamaños de cable AWG consecutivos mayores que el cable No. 1 se designan mediante la cantidad de ceros:

• No. 0, a menudo escrito 1/0 y denominado cable "uno y nada"
• No. 00, a menudo escrito 2/0 y denominado cable "dos ceros"
• No. 000, a menudo escrito 3/0 y denominado cable "tres y cero"

etcétera.

Ver también

• IEC 60228 , normas internacionales para tamaños de cables.
• calibre francés
• marrón y afilado
• Circular mil , estándar de la industria eléctrica norteamericana para cables de más de 4/0.
• Calibre de alambre de Birmingham
• Calibre de alambre de hierro
• Calibre de alambre de joyería
• Tamaños de joyería corporal
• Cableado eléctrico
• Cable número 8 , término utilizado en la lengua vernácula de Nueva Zelanda

Referencias

1. "Especificación estándar ASTM B258-14 para diámetros nominales estándar y áreas de sección transversal de tamaños AWG de alambres redondos sólidos utilizados como conductores eléctricos". Oeste de Conshohocken : ASTM Internacional . Archivado desde el original el 22 de julio de 2014 . Consultado el 22 de marzo de 2015 .
2. Referencia de tamaños de joyería para piercing corporal SteelNavel.com: ilustra las diferentes formas en que se mide el tamaño en diferentes tipos de joyería
3. El logaritmo en base 92 se puede calcular usando cualquier otro logaritmo, como el logaritmo común o natural , usando log ₉₂ x = (log x )/(log 92).
4. Norma ASTM B258-02, página 4
5. El resultado es aproximadamente 2,0050, o un cuarto de uno por ciento más que 2
6. Mesas de alambre de cobre (Reporte técnico). Circular de la Oficina de Normas No. 31 (3ª ed.). Departamento de Comercio de Estados Unidos. 1 de octubre de 1914.
7. Cifra para alambre de cobre sólido a 68  °F (no de acuerdo con el Libro de códigos NEC 2014, capítulo 9, Tabla 8) calculada en base al 100% de conductividad IACS de 58,0 M S /m, que concuerda con múltiples fuentes:
   • Lund, Marcos. "Tabla de calibres de cables americanos y límites de carga de corriente eléctrica AWG". Powerstream.com . Consultado el 2 de mayo de 2008 .(aunque la conversión pies/m parece ligeramente errónea)
   • Belden Master Catalog, 2006, aunque los datos obtenidos allí para los calibres 35 y 37–40 parecen obviamente incorrectos.
   El cobre libre de oxígeno de alta pureza puede alcanzar hasta un 101,5% de conductividad IACS; por ejemplo, la hoja de datos de aleaciones conductoras de Kanthal enumera resistencias ligeramente más bajas que esta tabla.
8. NFPA 70 Código Eléctrico Nacional Edición 2014 Archivado el 15 de octubre de 2008 en Wayback Machine . Tabla 310.15(B)(16) (anteriormente Tabla 310.16) páginas 70-161, "Ampacidades permitidas de conductores aislados clasificados de 0 a 2000 voltios, de 60°C a 90°C, no más de tres conductores portadores de corriente en canalizaciones, cables , o tierra (directamente enterrada) basándose en una temperatura ambiente de 30°C." Los extractos de NFPA 70 no representan la posición completa de NFPA y se debe consultar el Código original completo. En particular, los dispositivos de protección contra sobrecorriente máximos permitidos podrán establecer un límite inferior.
9. "Tabla 11: Clasificaciones de corriente recomendadas (servicio continuo) para equipos electrónicos y cableado del chasis". Datos de referencia para ingenieros: radio, electrónica, informática y comunicaciones (7ª ed.). págs. 49-16.
10. Calculado utilizando ecuaciones de Beaty, H. Wayne; Fink, Donald G., eds. (2007), Manual estándar para ingenieros eléctricos (15.ª ed.), McGraw Hill, págs. 4-25, ISBN 978-0-07-144146-9
11. Brooks, Douglas G. (diciembre de 1998), "Corriente de fusión: cuando las trazas se derriten sin dejar rastro" (PDF) , Diseño de circuitos impresos , 15 (12): 53, archivado desde el original (PDF) el 27 de marzo de 2016 , consultado el 1 de agosto de 2016
12. Preece, WH (1883), "Sobre los efectos de calentamiento de las corrientes eléctricas", Actas de la Royal Society (36): 464–471
13. Preece, WH (1887), "Sobre los efectos de calentamiento de las corrientes eléctricas", Actas de la Royal Society , II (43): 280–295
14. Preece, WH (1888), "Sobre los efectos de calentamiento de las corrientes eléctricas", Actas de la Royal Society , III (44): 109-111
15. Brooks, Douglas G.; Adam, Johannes (29 de junio de 2015), "¿Quiénes eran Preece y Onderdonk?", Diseño de circuitos impresos y fabuloso
16. Stauffacher, ER (junio de 1928), "Capacidad de carga de corriente a corto plazo del alambre de cobre" (PDF) , General Electric Review , 31 (6)