AWG (American Wire Gauge) – americký štandardizovaný systém mier usporadúvajúci veľkosti priemerov alebo polí priečneho rezu káblov.
Hodnota AWG sa vyjadruje v celých číslach (napr. 1, 2 alebo 15), ktorým zodpovedajú konkrétne rozmery (uvádzané v mm alebo v palcoch a v mm2 alebo kcmil). V tomto systéme spoločne s rastom číslovania klesá fyzická veľkosť kábla. Napríklad: 1 AWG = 42.40 mm2, a 28 AWG = 0.32 mm2.
Obr. 1. Približné pomery (v zodpovedajúcom meradle) niekoľkých veľkostí káblov v systéme AWG
Systém mier AWG vznikol v prvej polovici 19. storočia. Súčasný tvar mu v roku 1957 dal Joseph Rogers Brown – pre potreby továrne Brown & Sharpe vyrábajúcej meracie nástroje. Od nej pochádza druhý názov, pod ktorým je známy, teda Brown and Sharpe wire gauge (B&S).
Príčinou „opačného” poradia v AWG je priebeh procesu vzniku drôtov s daným priemerom v dobe tvorby tohto systému. Pôvodne číslo AWG zodpovedalo počtu pretiahnutí drôtom prevlečením. Začínajúc s valcovaným drôtom s plochou prierezu 106 kcmil bolo potrebné previesť 20 ťažení cez prevlečenie s čím ďalej tým menšou veľkosťou otvoru, aby bol koncovým produktom drôt s prierezom 1,02 kcmil (20 AWG). Veľkosti pod jednotkou (0 [1/0], 00 [2/0], 000 [3/0] i 0000 [4/0]) boli do tohto systému pridané o niečo neskôr a drôty s im zodpovedajúcimi veľkosťami vznikli z valcovaných drôtov, vytlačovaných drôtov alebo z tyčí zo stáleho odliatku s veľkosťami väčšími než 106 kcmil plochy priečneho rezu.
Obr. 2. Zmeny veľkosti AWG o 1 po priechode drôtu každým z prevlečení: (a) pôvodná tyč, (b) až (d) tyče s ďalšími veľkosťami AWG. Napríklad: (a) = 6 AWG → (e) = 10 AWG
Do systému mier AWG bolo zahrnutých 44 veľkostí: od 0000 [4/0], kde je priemer kábla najväčší, po 40 – s najmenším priemerom. Spoločne s rastom číslovania klesá pole povrchu prierezu; zakaždým o asi 20,5 % (priemer o asi 10,25 %). Vyplýva to zo skutočnosti, že prevlečenia používané v továrni Brown & Sharpe umožňovali redukciu priemeru drôtu zakaždým práve o 10,25 %.
Z vyššie uvedenej skutočnosti vyplývajú nasledujúce závislosti: – pole povrchu rezu dvojnásobne narastá pri poklese čísla AWG o 3 pozície, napr. 2 káble 12 AWG majú rovnakú plochu rezu ako 9 AWG; – priemer kábla narastá dvojnásobne s poklesom čísla AWG o 6, napr. 9 AWG má dvakrát väčší priemer než 15 AWG; – trojnásobný nárast priemeru pri poklese čísla AWG o 10; – päťnásobný nárast priemeru pri poklese čísla AWG o 14; – desaťnásobný nárast priemeru pri poklese čísla AWG o 20.
Navyše isté závislosti vyplývajú aj z fyzikálnych vlastností materiálov, z ktorých sú káble vyrobené. Hliník má konduktivitu v ráde 61 % konduktivity medi. Hliníkové káble majú rovnaký odpor ako káble vyrobené z medi, pokiaľ vyberieme medený kábel s číslom AWG menším o 2 veľkosti.
Presný priemer kábla (v mm) so zadaným AWG možno vypočítať s pomocou nižšie uvedených vzorcov:
a
alebo v palcoch:
a
kde: d – priemer, n – číslo AWG.
Prehľad rozmerov a základných fyzických vlastností obsahuje tabuľka č. 1.
Tab. 1. American Wire Gauge (AWG) – prehľad veľkostí, odporov a maximálnej zaťažiteľnosti (pre jednosmerný prúd) a maximálnu frekvenciu, u ktorej sa nevyskytuje skin efekt (pre striedavý prúd). Všetky parametre sú uvedené pre medené káble pri teplote 25°C.
AWG
Priemer
Plocha prierezu
Odpor
Maximálna zaťažiteľnosť ako:
Maximálna frekvencia pre hĺbku prieniku = 100 % plochy
mm
palec
mm²
kcmil
Ω/km
Ω/kft
uzemnenie [A]
napájanie [A]
0000 [4/0]
11.684
0.4600
107
212
0.1608
0.04901
380
302
125 Hz
000 [3/0]
10.404
0.4096
85
168
0.2028
0.06180
328
239
160 Hz
00 [2/0]
9.266
0.3648
67.4
133
0.2557
0.07793
283
190
200 Hz
0 [1/0]
8.252
0.3249
53.5
106
0.3224
0.09827
245
150
250 Hz
1
7.348
0.2893
42.4
83.7
0.4066
0.1239
211
119
325 Hz
2
6.544
0.2576
33.6
66.4
0.5127
0.1563
181
94
410 Hz
3
5.827
0.2294
26.7
52.6
0.6465
0.1970
158
75
500 Hz
4
5.189
0.2043
21.2
41.7
0.8152
0.2485
135
60
650 Hz
5
4.621
0.1819
16.8
33.1
1.028
0.3133
118
47
810 Hz
6
4.115
0.1620
13.3
26.3
1.296
0.3951
101
37
1100 Hz
7
3.665
0.1443
10.5
20.8
1.634
0.4982
89
30
1300 Hz
8
3.264
0.1285
8.37
16.5
2.061
0.6282
73
24
1650 Hz
9
2.906
0.1144
6.63
13.1
2.599
0.7921
64
19
2050 Hz
10
2.588
0.1019
5.26
10.4
3.277
0.9989
55
15
2600 Hz
11
2.305
0.0907
4.17
8.23
4.132
1.260
47
12
3200 Hz
12
2.053
0.0808
3.31
6.53
5.211
1.588
41
9.3
4150 Hz
13
1.828
0.0720
2.62
5.18
6.571
2.003
35
7.4
5300 Hz
14
1.628
0.0641
2.08
4.11
8.286
2.525
32
5.9
6700 Hz
15
1.450
0.0571
1.65
3.26
10.45
3.184
28
4.7
8250 Hz
16
1.291
0.0508
1.31
2.58
13.17
4.016
22
3.7
11 kHz
17
1.150
0.0453
1.04
2.05
16.61
5.064
19
2.9
13 kHz
18
1.024
0.0403
0.823
1.62
20.95
6.385
16
2.3
17 kHz
19
0.912
0.0359
0.653
1.29
26.42
8.051
14
1.8
21 kHz
20
0.812
0.0320
0.518
1.02
33.31
10.15
11
1.5
27 kHz
21
0.723
0.0285
0.410
0.810
42.00
12.80
9
1.2
33 kHz
22
0.643
0.0253
0.326
0.642
52.96
16.14
7
0.92
42 kHz
23
0.573
0.0226
0.258
0.509
66.79
20.36
4.7
0.73
53 kHz
24
0.511
0.0201
0.205
0.404
84.22
25.67
3.5
0.58
68 kHz
25
0.455
0.0179
0.162
0.320
106.2
32.37
2.7
0.46
85 kHz
26
0.405
0.0159
0.129
0.254
133.9
40.81
2.2
0.36
107 kHz
27
0.361
0.0142
0.102
0.202
168.9
51.47
1.7
0.29
130 kHz
28
0.321
0.0126
0.0810
0.160
212.9
64.9
1.4
0.23
170 kHz
29
0.286
0.0113
0.0642
0.127
268.5
81.84
1.2
0.18
210 kHz
30
0.255
0.0100
0.0509
0.101
338.6
103.2
0.86
0.14
270 kHz
31
0.227
0.00893
0.0404
0.0797
426.9
130.1
0.70
0.11
340 kHz
32
0.202
0.00795
0.0320
0.0632
538.3
164.1
0.53
0.09
430 kHz
33
0.180
0.00708
0.0254
0.0501
678.8
206.9
0.43
0.07
540 kHz
34
0.160
0.00630
0.0201
0.0398
856.0
260.9
0.33
0.06
690 kHz
35
0.143
0.00561
0.0160
0.0315
1079
329.0
0.27
0.04
870 kHz
36
0.127
0.00500
0.0127
0.0250
1361
414.8
0.21
0.04
1100 kHz
37
0.113
0.00445
0.0100
0.0198
1716
523.1
0.17
0.03
1350 kHz
38
0.101
0.00397
0.00797
0.0157
2164
659.6
0.13
0.02
1750 kHz
39
0.0897
0.00353
0.00632
0.0125
2729
831.8
0.11
0.02
2250 kHz
40
0.0799
0.00314
0.00501
0.00989
3441
1049
0.09
0.01
2900 kHz
Priemer kábla a lanka s rovnakým AWG sú rôzne. Je to spôsobené tým, že priemer/pole prierezu determinuje číslo AWG drôtu. Prierez/priemer lanka sa skladá ako z jednotlivých vodičov, tak i prázdneho priestoru medzi nimi. Tieto „diery“ záležia na spôsobe balenia vodičov na pláne kruhu. Číslo AWG lanka neurčuje pole prierezu celku, ale súčet polí prierezu jednotlivých vodičov najbližší tomuto číslu.
V tabuľke č. 2 sa nachádza prehľad parametrov kábla zloženého z jedného drôtu a vodičov v podobe laniek. Bola porovnaná stavba, vonkajší priemer a pole povrchu priečneho rezu (celku, nie súčtu súčastí – merané bez izolácie) a odpor kábla (vyjadrený v Ω/km).
Tab. 2. Porovnanie základných parametrov káblov v podobe drôtu a laniek (n – počet vodičov tvoriacich daný kábel)
AWG
Stavba kábla
Priemer
Plocha prierezu
Odpor
n/AWG
n x mm
mm
mm²
Ω/km
0000 [4/0]
Samostatný vodič
11.684
107
0.16
259/21
259 x 0.724
13.259
106.63
0.16
427/23
427 x 0.574
13.259
110.49
0.15
000 [3/0]
Samostatný vodič
10.405
85.0
0.20
259/22
259 x 0.643
11.786
84.40
0.20
427/24
427 x 0.511
11.786
87.57
0.19
00 [2/0]
Samostatný vodič
9.266
67.4
0.25
133/20
133 x 0.813
10.516
69.04
0.25
259/23
259 x 0.574
10.516
67.02
0.25
0 [1/0]
Samostatný vodič
8.251
53.5
0.32
133/21
133 x 0.724
9.347
54.75
0.31
259/24
259 x 0.511
9.347
53.12
0.32
1
Samostatný vodič
7.348
42.4
0.40
133/22
133 x 0.643
8.331
43.19
0.40
259/25
259 x 0.045
8.331
42.11
0.41
817/30
817 x 0.254
8.331
41.40
0.42
2109/36
2109 x 0.160
8.331
42.40
0.41
2
Samostatný vodič
6.544
33.60
0.51
133/23
133 x 0.574
7.417
34.42
0.50
259/26
259 x 0.404
7.417
33.20
0.52
665/30
665 x 0.256
7.417
33.70
0.52
2646/36
2646 x 0.127
7.417
33.52
0.52
4
Samostatný vodič
5.189
21.20
0.82
133/225
133 x 0.455
5.898
21.63
0.80
259/27
259 x 0.363
5.898
26.80
0.66
1666/36
1666 x 0.127
5.898
21.10
0.82
6
Samostatný vodič
4.115
13.30
1.29
133/27
133 x 0.363
4.674
13.76
1.50
259/30
259 x 0.254
4.674
13.12
1.30
1050/36
1050 x 0.127
4.674
13.32
1.30
8
Samostatný vodič
3.264
8.37
2.06
49/25
49 x 0.455
3.734
7.96
2.20
133/29
133 x 0.287
3.734
8.60
2.00
655/36
655 x 0.127
3.734
8.30
2.00
10
Samostatný vodič
2.588
5.26
3.27
37/26
37 x 0.404
2.921
4.74
3.60
49/27
49 x 0.363
2.946
5.07
3.60
105/30
105 x 0.254
2.946
5.32
3.20
12
Samostatný vodič
2.053
3.21
5.21
7/20
7 x 0.813
2.438
3.63
4.80
19/25
19 x 0.455
2.369
3.09
5.60
65/30
65 x 0.254
2.413
3.29
5.70
165/34
165 x 0.160
2.413
3.32
5.20
14
Samostatný vodič
1.628
2.08
8.28
7/22
7 x 0.643
1.854
2.238
7.60
19/27
19 x 0.361
1.854
1.945
8.90
41/30
41 x 0.254
1.854
2.078
8.30
105/34
105 x 0.160
1.854
2.111
8.20
16
Samostatný vodič
1.291
1.310
13.2
7/24
7 x 0.511
1.524
1.440
12.0
19/29
19 x 0.287
1.473
1.229
14.0
26/30
26 x 0.254
1.499
1.317
13.1
65/34
65 x 0.160
1.499
1.310
13.2
105/36
105 x 0.127
1.499
1.330
13.1
18
Samostatný vodič
1.024
0.823
21.0
7/26
7 x 0.404
1.219
0.897
19.2
16/30
16 x 0.254
1.194
0.811
21.3
19/30
19 x 0.254
1.245
0.963
17.9
41/34
41 x 0.160
1.194
0.824
20.9
65/36
65 x 0.127
1.194
0.823
21.0
20
Samostatný vodič
0.812
0.518
33.3
7/28
7 x 0.320
0.865
0.562
33.8
10/30
10 x 0.254
0.889
0.507
33.9
19/32
19 x 0.203
0.940
0.615
28.3
26/34
26 x 0.160
0.914
0.523
33.0
41/36
41 x 0.127
0.914
0.520
32.9
22
Samostatný vodič
0.644
0.326
53.0
7/30
7 x 0.254
0.762
0.355
48.4
19/34
19 x 0.160
0.787
0.382
45.1
26/36
26 x 0.127
0.762
0.330
52.3
24
Samostatný vodič
0.511
0.205
84.2
7/32
7 x 0.203
0.610
0.227
76.4
10/34
10 x 0.160
0.582
0.201
85.6
19/36
19 x 0.127
0.610
0.241
69.2
41/40
41 x 0.078
0.582
0.196
84.0
26
Samostatný vodič
0.405
0.129
133.9
7/34
7 x 0.160
0.483
0.141
122.0
19/38
19 x 0.102
0.508
0.155
113.0
10/36
10 x 0.127
0.533
0.127
137.0
28
Samostatný vodič
0.321
0.081
212.9
7/36
7 x 0.127
0.381
0.087
213.0
19/40
19 x 0.078
0.406
0.091
186.0
30
Samostatný vodič
0.255
0.050
338.6
7/38
7 x 0.102
0.305
0.057
339.0
19/42
19 x 0.064
0.305
0.061
286.7
32
Samostatný vodič
0.202
0.032
538.3
7/40
7 x 0.078
0.203
0.034
538.0
19/44
19 x 0.050
0.229
0.037
448.0
34
Samostatný vodič
0.160
0.020
856.0
7/42
7 x 0.064
0.192
0.022
777.0
36
Samostatný vodič
0.127
0.013
1362.0
7/44
7 x 0.050
0.152
0.014
1271.0
Tabuľka obsahuje prehľad ďalších čísel AWG od 4/0 [0000] do 2 a ďalšie, parné položky do 36 vrátane. Káble s číslovaním AWG väčším než 36 sa v podobe laniek nevyrábajú z dôvodu príliš malých priemerov vodičov, ktoré by mali také lanko tvoriť.
AWG vznikol a bol pôvodne používaný v Spojených štátoch. V súčasnosti ale získal na význame v svetovom meradle, vytlačuje iné systémy a štandardy. Historickou konkurenciou pre neho bol britský systém Birmingham Wire Gauge (BWG). Po drobných úpravách sa na konci 19. storočia BWG zmenil na Standard Wire Gauge (SWG), ktorý sa stal platným štandardom v Spojenom kráľovstve. SWG je známy tiež pod názvom Imperial Wire Gauge alebo British Standard Gauge. Napriek tomu, že meracie prístroje pre SWG vyzerajú skoro rovnako ako pre AWG, líšia sa jednotlivé čísla z týchto systémov rozmermi.
Obr. 3. Porovnanie meracích prístrojov pre systém AWG (vľavo) so štandardom SWG (vpravo). Veľkosť 14 AWG ≈ 16 SWG
Ako je vidieť na obrázku 3 veľkosť 14 v AWG je takmer identická s veľkosťou 16 v SWG.
Základný rozdiel medzi AWG a SWG sa ale vzťahuje k materiálu, z ktorého by mal byť vyrobený meraný kábel. Americký systém bol vytvorený na meranie drôtov a laniek z kovov a neželezných (nemagnetických) zliatin – predovšetkým z medi, ale tiež napr. z hliníka alebo zo striebra. Britský systém vznikol s ohľadom na zjednotenie veľkostí drôtov zo železa. Navyše systém AWG určuje 44 základných veľkostí, štandard SWG počíta s 57 týmito veľkosťami.
V súčasnosti Standard Wire Gauge stratil na význame a bol nahradený štandardom BS 6722:1986.
V krajinách používajúci imperiálny merný systém AWG sa všeobecne používa pri výrobe káblov všetkého druhu. Tam, kde sa používa metrický systém, sa v súčasnosti využíva ako štandard BS 6722:1986, tak i systém AWG – záleží to na určení kábla.
Obr. 4. Príklady káblov popísaných podľa systému AWG a štandardu BS 6722:1986: (a) HDMI, (b) USB, (c) káble 5 V a 12 V z adaptéru do stolného počítača, (d) elektrický kábel s konektormi IEC-C5
V technických špecifikáciách štandardov týkajúcich sa rozhrania na prenos dát alebo napájania sú uvedené presné pokyny ohľadom výroby s nimi spolupracujúcich káblov. Pokiaľ zohľadníme, že väčšina nových technológií sa vyvíja v USA (alebo v úzkej spolupráci s tamojšími firmami), sú káble používané v elektronike vyrábané prevažne podľa systému AWG.
V počítačových sieťach sa používajú káble UTP a FTP, ktorých priemer jednotlivého vodiča nemôže byť väčší než 22 AWG a menší než 24 AWG. V prípade krátkych úsekov sa pripúšťa používanie patchcordov s veľkosťou vodiča 26 AWG.
V prípade rozhrania HDMI – HDMI Working Group (autor štandardu) sa odporúča, aby káble Standard HDMI Cable boli vyrobené z vodičov s veľkosťou 28 AWG, a High Speed HDMI Cable z 24 AWG. Takéto pokyny neboli uvedené vo vzťahu k Premium High Speed HDMI Cable.
V praxi ale veľkosť AWG závisí na dĺžke kábla: – v rozsahu do 3 m sa odporúča používanie 30 – 28 AWG, – medzi 3 m a 10 m – 28 – 26 AWG, – nad 10 m – káblami s číslom 26 AWG alebo nižším.
Navyše pri spájaní zariadení prenášajúcich veľké množstvo dát (napr. BluRay 3D alebo grafické karty s vysokým výkonom) s prijímačmi pracujúcimi v rozlíšení 4K alebo vyššom sa odporúča používanie čo najkratších káblov s čo najnižším číslom AWG.
V prípade štandardu USB sa vyrábajú dva typy káblov: – slúžiace na prenos dát medzi periférnymi zariadeniami (fotoaparáty, veľkokapacitné pamäťové zariadenia s autonómnym napájaním a pod.) a napr. počítačom – káble tohto typu majú všetky vodiče v jednej veľkosti, prevažne 28 AWG; – napájajúce pripojené zariadenie – majú dvojité označenie AWG (ako na obr. 4b) – samostatne pre vodičov D- a D+ (28 AWG) a samostatne pre napájanie a GND – obvykle 24 AWG.
V súlade so špecifikáciou štandardu by napájanie z portu USB malo mať hodnotu napätia rovnú 5 V s toleranciou ±5 % (0.25 V). Zariadenia napájané z USB portu (klávesnica, prenosné disky, webkamery a pod.) by mali správne pracovať pri poklesoch napätia o 0.55 V po hodnotu 4.45 V (v prípade štandardu USB 2.0) alebo o 0.6 V po hodnotu 4.4 V (pre USB 3.0).
V nižšie umiestnených tabuľkách (tab. 3a–3d) je uvedené, o koľko klesne napätie 5 V v závislosti na priemere použitých vodičov a na dĺžke káblov. Bol vytvorený prehľad intenzity prúdu najobľúbenejších USB nabíjačiek pre mobilné/prenosné zariadenia: tab. 3a – staršie typy telefónov, tab. 3b, tab. 3c a tab. 3d – smartfóny, tablety a pod.
Tab. 3a. Napájanie – 500 mA
AWG
15 cm
50 cm
1 m
2 m
3 m
5 m
20
0.064
0.076
0.093
0.126
0.159
0.226
22
0.067
0.086
0.112
0.165
0.218
0.324
24
0.072
0.102
0.144
0.228
0.312
0.481
26
0.080
0.126
0.193
0.327
0.461
0.729
28
0.091
0.166
0.272
0.485
0.698
1.124
Tab. 3b. Napájanie – 1000 mA
AWG
15 cm
50 cm
1 m
2 m
3 m
5 m
20
0.129
0.153
0.186
0.253
0.319
0.453
22
0.125
0.172
0.225
0.331
0.437
0.649
24
0.145
0.204
0.288
0.456
0.625
0.962
26
0.160
0.253
0.387
0.655
0.923
1.459
28
0.183
0.332
0.545
0.971
1.397
2.249
Tab. 3c. Napájanie – 2000 mA
AWG
15 cm
50 cm
1 m
2 m
3 m
5 m
20
0.259
0.306
0.373
0.506
0.639
0.906
22
0.271
0.345
0.451
0.663
0.875
1.299
24
0.290
0.408
0.576
0.913
1.250
1.924
26
0.320
0.507
0.775
1.311
1.846
2.918
28
0.367
0.665
1.091
1.943
2.794
4.498
Tab. 3d. Napájanie – 2400 mA
AWG
15 cm
50 cm
1 m
2 m
3 m
5 m
20
0.311
0.367
0.447
0.607
0.767
1.087
22
0.326
0.415
0.542
0.796
1.050
1.559
24
0.348
0.490
0.692
1.096
1.500
2.309
26
0.384
0.609
0.930
1.573
2.216
3.501
28
0.412
0.798
1.309
2.331
3.353
5.397
Farby označujú poklesy napájacieho napätia:
Zelený
– poklesy napájacieho napätia na 4,75 V
Žltý
– v intervale 4.75 V až 4.45 V
Žlto-červený
– v intervale 4.45 V až 4.4 V
Červená
– pod 4.4 V
Vyššie uvedené prehľady boli vypočítané na základe Ohmovho zákona zohľadnením odporov medených káblov a USB konektorov (na úrovni 30 mΩ).
Na zeleno boli označené tiež kombinácie veľkostí AWG a dĺžky káblov, ktoré umožňujú získanie štandardu napätia na výstupe napájacieho kábla zhodného so špecifikáciou.
Žltou farbou (žlto-červenou pre USB 3.0) boli odlíšené kombinácie veľkostí AWG a dĺžok kábla umožňujúce nabíjať a nabiť napr. smartfón. Napätie klesá pod prípustný štandard USB pre nabíjacie zariadenia (pre nabíjačky), pohybuje sa ale v hraniciach požadovaných pre nabíjané zariadenia (napr. tablet).
Na červeno sú označené tie káble, ktoré by nemali byť používané na nabíjanie USB zariadenia danou nabíjačkou.
Nezabúdajte ale, že káble s vyšším číslom AWG, vyrobené z kvalitnejších materiálov (z medi bez prímesí, neznečistené) a s lepšími konektormi, budú generovať menšie straty než tie so silnými vodičmi, ale vyrobenými napr. s prímesou hliníka.
Elektrické káble, ktoré sa v Európe dávno používajú, sa vyrábajú podľa metrického štandardu BS 6722:1986. Napríklad v stavebníctve sa najčastejšie používajú káble s prierezom 1.5 mm2 a 2.5 mm2 s prípustnou (stavebnými predpismi) záťažou 10 A a 16 A. V krajinách používajúcich systém AWG sa do steny umiestňujú káble s veľkosťou 14 AWG (2.08 mm2) a 12 AWG (3.31 mm2) s maximálnou záťažou 15 A a 20 A.
Netto:
0.00
EUR
Brutto:
0.00
EUR
Hmotnosť:
0.00
kg
Tieto stránky využívajú súbory cookies. Pre viac informácií o nami užívaných súboroch cookies a ich nastavení vo vašom prehliadači získate kliknutím
link