American Wire Gauge

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American Wire Gauge, abgekürzt AWG, im englischsprachigen Raum auch unter der Bezeichnung Brown & Sharpe wire gauge bekannt, 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 Joseph Rogers Brown bei dem Unternehmen Brown & Sharpe eingeführt.

Herleitung[Bearbeiten]

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:

Größe Durchmesser
Zoll (Inch ″) mm
0000 AWG
(4/0 AWG)
0,46 11,68
36 AWG 0,005 0,127

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{,}46}{0{,}005}}=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 44 AWG und 0,01 mil für 45 AWG 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 00 AWG, 000 AWG und 0000 AWG (0,46″) geschrieben werden.

Mehr- und feindrähtige Leitungen (Litzen) weisen wegen der aneinanderliegenden Einzeldrähte einen um 13 % bis 14 % größeren Gesamtdurchmesser auf.

Tabelle für AWG-Drähte (eindrähtige Leiter)[Bearbeiten]

Die vollzogene Umrechnung mit obiger Formel in Längeneinheiten zeigt die folgende Tabelle.
(1 Zoll = 25,4 mm; 1 kcmil = 0,5067 mm²)

Der spezifische Widerstand von Kupfer wurde zu 0,0178 Ω mm²/m angenommen.

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

AWG Durchmesser Querschnitt R
(Ω/km)
Metrisches

Äquivalent (mm²)

SWG BWG

(Stubs)

W&M
Zoll mm kcmil mm²
0000 (4/0) 0,460 11,68 212 107,2 0,16 120
000 (3/0) 0,410 10,40 168 85,01 0,21 95
00 (2/0) 0,365 9,266 133 67,43 0,26 70
0 (1/0) 0,325 8,25 106 53,49 0,33
1 0,289 7,35 83,7 42,40 0,42 50
2 0,258 6,54 66,4 33,62 0,53 35
3 0,229 5,83 52,6 26,67 0,67
4 0,204 5,19 41,7 21,15 0,84 25
5 0,182 4,62 33,1 16,75 1,06
6 0,162 4,11 26,2 13,30 1,34 16 8
7 0,144 3,67 20,8 10,55 1,69 9
8 0,128 3,26 16,5 8,37 2,13 10 10
9 0,114 2,91 6,63 2,68
10 0,102 2,59 10,4 5,26 3,38 6
11 0,0907 2,30 4,17 4,27
12 0,0808 2,05 6,53 3,31 5,38 4 14 14
13 0,0720 1,83 2,62 6,78 15 15 15
14 0,0641 1,63 4,11 2,08 8,55 2,5 16
15 0,0571 1,45 1,65 10,8
16 0,0508 1,29 2,58 1,31 13,6 1,5
17 0,0453 1,15 1,038 17,1
18 0,0403 1,024 1,62 0,823 21,6 1 19
19 0,0359 0,912 0,653 27,3 0,75 20
20 0,0320 0,812 1,02 0,518 34,4 0,75 21
21 0,0285 0,723 0,410 43,4 0,5 22 22 22
22 0,0254 0,644 0,64 0,326 54,7 0,34 23
23 0,0226 0,573 0,258 67
24 0,0201 0,511 0,404 0,205 87 0,25 25 25 25
25 0,0179 0,455 0,162 110 26 26 26
26 0,0159 0,405 0,129 138 0,14 27
27 0,0142 0,361 0,102 174 28
28 0,0126 0,321 0,0810 220 0,09
29 0,0113 0,286 0,0642 277
30 0,0100 0,255 0,0510 349 33 31
31 0,00893 0,227 0,0404 441 32 36
32 0,00795 0,202 0,0320 556 33 38
33 0,00708 0,180 0,0254 701 34 40
34 0,00631 0,160 0,0201 884 42
35 0,00562 0,143 0,0160 1114 45
36 0,00500 0,127 0,0127 1405 35 47
37 0,00445 0,113 0,0100 1772 41 50
38 0,00396 0,101 0,00797 2234 42 36
39 0,00353 0,0897 0,00632 2818 43
40 0,00315 0,0799 0,00501 3552 44
41 0,00280 0,0711 0,00397 4481 45
42 0,00249 0,0632 0,00314 5666
43 0,00222 0,0564 0,00250 7128
44 0,00197 0,0500 0,00197 9052 47
45 0,00176 0,0447 0,00157 11341
46 0,00157 0,0399 0,00125 14252 48
47 0,00140 0,0355 0,00099 18022
48 0,00124 0,0316 0,00078 22726
49 0,00111 0,0281 0,00062 28657
50 0,00099 0,0250 0,00049 36137 50

Zusammensetzung von mehrdrähtigen Leitern[Bearbeiten]

Bei der Zusammensetzung von mehrdrähtigen Leitern wie beispielsweise bei Litzen können die elektrischen Eigenschaften gleicher AWG-Nenngrößen erheblich voneninander abweichen und entsprechen nicht den obigen Angaben für eindrähtige Leiter (Volldrähte). So sind beispielsweise die elektrisch effektiven Querschnitte bei Litzendraht mit identer AWG-Zahl nicht gleich denen eines Volldrahtes.

In folgenden Tabellen ist der Aufbau von gängigen mehr- und feindrähtigen Leitern des AWG-Systems dargestellt. Weitere hier nicht angeführte Zusammensetzungen sind möglich.

Größe AWG 36 34 32 30 28 27 26 24 22 20

Einzeldrähte
Anzahl×AWG
7×44 7×42 7×40
19×44
7×38
19×42
7×36
19×40
7×35 7×34
10×36
19×38
7×32
10×34
19×36
41×40
7×30
19×34
26×36
7×28
10×30
19×32
26×34
41×36
Größe AWG 18 16 14 12 10 8 6 4 2 1

Einzeldrähte
Anzahl×AWG
7×26
16×30
19×32
41×34
65×36
7×24
19×28
26×30
65×34
105×36
7×22
19×27
41×30
105×34
7×20
19×26
60×30
165×34
37×26
49×27
105×30
49×25
133×29
655×36
133×27
259×30
1050×36
133×25
259×27
1666×36
133×23
259×26
655×30
2646×36
133×22
259×25
817×30
2109×34
Beispiele
Bezeichnung Einzeladern Querschnitt
Zahl Größe
14 AWG 7/22 7 (mehrdrähtig) 22 AWG 2,28 mm²
14 AWG 41/30 41 (feindrähtig) 30 AWG 2,09 mm²

Abgeleitete Anwendungen[Bearbeiten]

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

Kritik[Bearbeiten]

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.

Bei AWG-Litzenleitern ist die Angabe der Gesamtgröße nicht ausreichend. Je nach Aufbau und Hersteller können sich erhebliche Abweichungen der elektrischen Eigenschaften ergeben, für realistische Rechnungen ist daher das Datenblatt des Herstellers erforderlich.

Andere Drahtkodierungen[Bearbeiten]

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 eigene Kodierung, der Drill wire gauge, in Anwendung. Die Spanne umfasst den Bereich von #107 mit 0,0483 mm als kleinstem bis #Z mit 10,4902 mm als größtem Bohrungsdurchmesser.

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

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. ASTM Standard B 258-02, Seite 4