American Wire Gauge

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

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 Durchmesserverhältnis von aufeinanderfolgenden AWG-Größen als:

${\frac {d_{{\text{AWG}}-1}}{d_{\text{AWG}}}}={\sqrt[{39}]{\frac {0{,}46}{0{,}005}}}=1{,}1229322$

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)

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

Bei der Zusammensetzung von mehrdrähtigen Leitern wie beispielsweise bei Litzen können die elektrischen Eigenschaften gleicher AWG-Nenngrößen erheblich voneinander 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

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

Auch bei vielen Elektronik-Steckverbindern wird der vorzugsweise Aderdurchmesser in AWG angegeben. Die Einhaltung ist insbesondere bei Schneidklemmverbindern wichtig.

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.

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

International sind Kabel nach dem Querschnitt durch IEC 60228 genormt.

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 Stahldrahtdurchmesser.

Weblinks

• Kupfer in der Elektrotechnik - Kabel und Leitungen – DKI, Deutsches Kupferinstitut e.V., 03/2000 (PDF; 635 kB, 42 S., Literaturverzeichnis)
• Structural Wire Conversion Tables (engl.)
• Umrechnung von Kabeldurchmesser in AWG-Nummer und zurück
• Umrechnungstabelle für Gauge (PDF) in der englischsprachigen Wikipedia