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.

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

• Alles über Kupfer - pdf (635 kB)
• Structural Wire Conversion Tables - engl.
• Umrechnung von Kabeldurchmesser in AWG-Nummer und zurück
• Umrechnungstabelle für Gauge (PDF-Datei)

Quellen

1. ↑ ASTM Standard B 258-02, Seite 4