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Valeur AWG

AWG (American Wire Gauge) – un système normalisé américain de mesures permettant de déterminer les diamètres ou les sections de câbles.

 

La valeur AWG est exprimée en nombres entiers (p.ex. 1, 2 ou 15) qui correspondent à des dimensions spécifiques (exprimées en mm ou en pouces et en mm2 en en kcmil). Dans ce système, la taille physique d’un fil diminue à mesure que la numérotation augmente.
Par exemple: 1 AWG = 42.40 mm2, et 28 AWG = 0.32 mm2.

 

Fig. 1. Proportions approximatives (à une échelle appropriée) de plusieurs tailles de câbles dans le système AWG

 

Le système de mesures AWG a été créé dans la première moitié du XIXième siècle. En 1957, Joseph Rogers Brown a mis au point cette unité - pour les besoins de la Brown & Sharpe, l’usine d’instruments de mesure. C’est pour cette raison que la valeur AWG est également connu sous le nom de Brown and Sharpe wire gauge (B&S).

L'ordre inverse d’AWG est dû au processus de fabrication des câbles utilisés au moment du développement de ce système. À l'origine, le numéro AWG correspondait au nombre d'étirements d’un fil à travers les filières. En commençant par un fil de laminage dont la section transversale était de 106 kcmil, il était nécessaire de réaliser 20 étirements à travers les filières dont les trous étaient successivement plus petits pour atteindre le produit final - un fil de 1,02 kcmil (20 AWG). Les tailles inférieures à la première (0 [1/0], 00 [2/0], 000 [3/0] et 0000 [4/0]) ont été introduites dans ce système un peu plus tard, et les fils à des dimensions correspondantes ont été créés à partir de fils de laminage, de comprimés ou à partir de barres coulées en continu dont la taille est supérieure à 106 kcmil de section transversale.

 

Fig. 2. La taille AWG change de 1 chaque fois lorsqu'un fil passe par chacune des filières: (a) barre primaire, (b) à (d) barres à tailles suivantes d'AWG. Par exemple: (a) = 6 AWG → (e) = 10 AWG

 

Le système de mesure AWG comprend 44 tailles : de 0000 [4/0], où le diamètre du câble est le plus grand, jusqu'à 40 correspondant au plus petit diamètre. Lorsque la numérotation augmente, la section transversale diminue; dans chaque cas d'environ 20,5% (le diamètre d'environ 10,25%). Cela resulte du fait que les flières utilisées dans l'usine Brown & Sharpe n’ont permis de réduire le diamètre du fil à chaque fois que de 10,25%.

Il en résulte les dépendances suivantes :
– la section transversale augmente deux fois lorsque le nombre AWG diminue de 3 positions, p.ex., 2 câbles AWG 12 ont la même section traversale que 9 AWG; ;
– le diamètre du câble augmente deux fois lorsque le nombre AWG diminue de 6, p.ex., le diamètre de 9 AWG est deux fois plus grand que 15 AWG ;
– le diamètre augmente trois fois lorsque le numéro AWG diminue de 10;
– le diamètre augmente cinq fois lorsque le numéro AWG diminue de 14;
– le diamètre augmente dix fois lorsque le numéro AWG diminue de 20.

En plus, les propriétés physiques des matériaux utilisés imposent également certaines dépendances. La conductivité de l’aluminium est d’ordre 61% de conductivité de cuivre. Les câbles en aluminium ont la même résistance que ceux en cuivre, si nous utilisons un câble en cuivre dont le numéro AWG est inférieur à 2 tailles.

 

Vous pouvez calculer le diamètre exact d’un câble (en mm) avec un AWG défini à partir des formules suivantes:

 

et

 

ou en pouces :

 

et

 

où:
d – diamètre,
n – numéro AWG.

 

Le tableau n° 1 présente la liste des tailles et des propriétés physiques élémentaires

 

Tab. 1. American Wire Gauge (AWG) – listes des tailles, des résistances et de le capacité de charge maximale (pour le courant continu) ainsi que de la fréquence maximale à laquelle l'effet de peau ne se produit pas (pour le courant alternatif). Tous les paramètres présentés se rapportent aux câbles en cuivre à 25°C

 

AWG Diamètre Section transversale Résistance Capacité de charge maximale en tant que : Fréquence maximale pour la profondeur de pénétration = 100% de la surface
mm pouce mm² kcmil Ω/km Ω/kft prise de terre [A] alimentation [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

Les diamètres d’un câble et d’un fil de la même taille AWG sont différents car le diamètre/la section transversale détermine le numéro AWG du fil. La section/le diamètre d’un câble dépend des conducteurs particuliers et des espaces vides entre eux. Ces « trous » dépendent de la disposition des conducteurs sur le plan du cercle. Le numéro AWG ne désigne pas la section de l'ensemble mais il se rapporte à la somme des sections des conducteurs particuliers la plus proche de ce nombre.

Le tableau n° 2 présente les paramètres d’un câble composé d’un seul fil et des conducteurs. On a comparé la construction, le diamètre extérieur et la section transversale (de l’ensemble et non la somme des composants – mesurés sans isolation) ainsi que la résistance du conducteur (exprimée en Ω/km).

 

Tab. 2. Comparaison des paramètres élémentaires d'un câble sous forme d'un seul fil et des conducteurs (n – nombre de conducteurs formant un câble)

 

AWG Construction du câble Diamètre Section transversale Résistance
n/AWG n x mm mm mm² Ω/km
0000
[4/0]
Un seul conducteur 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]
Un seul conducteur 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]
Un seul conducteur 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]
Un seul conducteur 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 Un seul conducteur 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 Un seul conducteur 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 Un seul conducteur 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 Un seul conducteur 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 Un seul conducteur 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 Un seul conducteur 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 Un seul conducteur 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 Un seul conducteur 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 Un seul conducteur 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 Un seul conducteur 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 Un seul conducteur 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 Un seul conducteur 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 Un seul conducteur 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 Un seul conducteur 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 Un seul conducteur 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 Un seul conducteur 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 Un seul conducteur 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 Un seul conducteur 0.160 0.020 856.0
7/42 7 x 0.064 0.192 0.022 777.0
36 Un seul conducteur 0.127 0.013 1362.0
7/44 7 x 0.050 0.152 0.014 1271.0

Le tableau comprend une liste des numéros AWG de 4/0 [0000] à 2 et les positions paires suivantes jusqu’à 36. Les câbles dont la taille AWG est supérieure à 36 ne sont pas produits sous forme de fils car les diamètres de leurs fils sont trop petits.

 

AWG a été créé et utilisé à l'origine aux États-Unis. Aujourd’hui, il est largement utilisé dans le monde entier et il remplace d'autres systèmes et standards. Il a concurrencé avec un système britannique Birmingham Wire Gauge (BWG). Cependant, à la fin du XIXe siècle, le BWG a été légèrement modifié et a été changé en Standard Wire Gauge (SWG) qui est devenu le standard au Royaume-Uni. SWG est également appelé Imperial Wire Gauge ou British Standard Gauge. Bien que les instruments de mesure pour SWG ressemblent à ceux conçus pour AWG, les numéros particuliers de ces systèmes de mesure diffèrent par leurs tailles.

 

Fig. 3. Comparaison des instruments de mesure pour le système AWG (du côté gauche) avec le standard SWG (du côté droite). Taille 14 AWG ≈ 16 SWG

 

Comme vous pouvez le voir sur la figure 3, la taille 14 en AWG est presque égale à la taille 16 en SWG.

La différence principale entre AWG et SWG concerne le matériau utilisé pour fabriquer le câble. Le système américain a été créé pour mesurer les fils et câbles en métaux et en alliages non ferreux (non magnétiques) – surtout en cuivre, mais aussi p.ex. en aluminium ou en argent. Le standard britannique a été mis au point pour normaliser les tailles de fils ferreux. En outre, le système AWG définit 44 tailles principales et le standard SWG en prévoit 57.

Aujourd’hui, le standard Wire Gauge est rarement utilisé et a été remplacé par la norme BS 6722:1986.

 

AWG est couramment utilisé pour fabriquer différents types de fils dans les pays utilisant le système de mesures impérial. Par contre, les pays qui utilisent le système métrique se rapportent tant au standard BS 6722:1986 qu’au système AWG – ceci dépend de l'utilisation prévue du câble.

 

Fig. 4. Exemples des câbles décrits selon le système AWG et le standard BS 6722:1986: (a) HDMI, (b) USB, (c) câbles de 5 V et 12 V de l'alimentation de l'ordinateur fixe, (d) câbles électriques avec des connecteurs IEC-C5

 

Les spécifications techniques des standards concernant les interfaces pour la transmission de données ou d’alimentation définissent des directives strictes pour la fabrication des câbles compatibles. Étant donné que la plupart des nouvelles technologies sont développées aux États-Unis (ou en coopération étroite avec des entreprises locales), les câbles utilisés dans l'électronique sont généralement produits conformément au système AWG.

Les réseaux informatiques utilisent des câbles UTP et FTP dont le diamètre d'un seul fil ne peut être supérieur à 22 AWG et inférieur à 24 AWG. En cas de sections courtes, les cordon de raccordement d’AWG 26 sont autorisés.

En cas de interface HDMI – HDMI Working Group (créateur du standard) il est recommandé d'utiliser les câbles Standard HDMI Cable dont la taille des fils est de 28 AWG et High Speed HDMI Cable de 24 AWG. De telles recommandations n’existent pas pour Premium High Speed HDMI Cable.

Cependant, en pratique, la taille d’AWG dépend de la longueur du câble :
– les câbles d’une longueur maximale de 3 m nécessitent 30–28 AWG,
– entre 3 m et 10 m – 28–26 AWG,
– au-dessus de 10 m – les câbles dont le numéro est de 26 AWG ou inférieur.

 

De plus, lors de la connexion des périphériques transmettant de grandes quantités de données (p.ex. BluRay 3D ou des cartes graphiques à hautes performances) aux récepteurs fonctionnant à une résolution de 4K ou supérieure, il est recommandé d'utiliser des câbles les plus courts possibles et dont le numéro AWG est le plus petit possible.

 

En cas de standard USB deux types de câbles sont fabriqués:
– ceux pour transmettre des données entre des périphériques (appareils photo, mémoires de masse alimentées de manière autonome, etc.) et p.ex. un ordinateur – les fils de ce type de câbles se distinguent par la même taille, généralement AWG;
– alimentant un périphérique connecté - ils ont une double désignation AWG (comme dans la fig. 4b) – l’une pour les fils D- i D+ (28 AWG) et l’autre pour l'alimentation et GND - généralement 24 AWG.

 

Selon la spécification du standard, l'alimentation du port USB doit être de 5 V, avec une tolérance ±5% (0.25 V). Les périphériques alimentés par un port USB (claviers, disques portables, caméra Internet, etc.) doivent fonctionner correctement lorsque la tension baisse de 0,55 V jusqu’à la valeur de 4,45 V (en cas de standard USB 2.0) ou de 0,6 jusqu’à la valeur de 4,4 V (pour USB 3.0).

 

Les tableaux (tab. 3a–3d) indiquent la valeur de la chute de la tension de 5 V en fonction du diamètre des fils utilisés et de la longueur des câbles. On y a présenté des intensités de courant des chargeurs USB les plus populaires pour les appareils mobiles/portables: tab. 3a – anciens types de téléphones, tab. 3b, tab. 3c et tab. 3d - smartphones, tablettes, etc.

 

Tab. 3a. Alimentation – 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. Alimentation – 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. Alimentation – 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. Alimentation – 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

Les couleurs désignent les chutes de la tension d'alimentation 

Vert chute de la tension d'alimentation à 4,75 V
Jaune entre 4.75 V et 4.45 V
Jaune et vert entre 4.45 V et 4.4 V
Rouge au-dessus de 4.4 V

Les valeurs ci-dessus ont été calculées sur la base de la loi d'Ohm, en tenant compte de la résistance des câbles en cuivre et des connecteurs USB (au niveau de 30 mΩ).

Les combinaisons des tailles AWG et les longueurs des câbles conformes à la spécification du standard de tension à la sortie du câble d'alimentation sont indiquées en vert. br>
Les combinaisons des tailles AWG et les longueurs du câble permettant de charger p.ex. un smartphone sont indiquées en jaune (jaune-rouge pour USB 3.0). La tension baisse en dessous de la limite autorisée par le standard USB pour des apparesil de chargement (un chargeur), par contre, elle est maintenue dans les limites requises pour les appareils chargés (p.ex. une tablette).

Les câbles qu’il ne faut pas utiliser pour charger des périphériques USB avec un chargeur donné sont indiqués en rouge.

 

Cependant, il ne faut pas oublier que les câbles à numéro AWG élevé, constitués de matériaux de meilleure qualité (à base de cuivre pur et non pollué) et avec meilleurs connecteurs généreront des pertes plus faibles que ceux comportant des conducteurs plus gros mais qui comprennent p.ex. de l'aluminium.

 

Les câbles électriques utilisés depuis de nombreuses années en Europe sont fabriqués conformément au standard métrique BS 6722:1986. Par exemple, des câbles de 1.5 mm2 et 2.5 mm2 à charges admissibles (définies par la réglementation de la construction) de 10 A et de 16 A sont les plus couramment utilisés dans l'industrie de la construction. Les pays qui s’appuient sur le système AWG utilisent des câbles de 14 AWG (2.08 mm2) et de 12 AWG (3.31 mm2) dont les charges maximales sont de 15A et de 20A.