American wire gauge

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L'American wire gauge (AWG), anche noto come Brown & Sharpe wire gauge, è un sistema standardizzato di misura dei fili utilizzato a partire dal 1857 soprattutto negli Stati Uniti d'America e in Canada per i diametri di fili conduttori tondi, solidi, non ferrosi[1]. L'area della sezione di ogni misura ("gauge") è un fattore importante per la determinazione della sua capacità di vettoriamento della corrente.

L'industria siderurgica non utilizza il sistema AWG e preferisce altri sistema di misurazione di fili. Tra questi vi sono W&M Wire Gauge, US Steel Wire Gauge e Music Wire Gauge.

All'aumentare del numero misurato corrisponde un diametro del filo progressivamente più piccolo; questo sistema è simile a molti altri sistemi di misura non metrici. Questo sistema di misura nacque dal numero di operazioni di trafilazione utilizzate per produrre un determinato diametro di filo. Un filo molto sottile (ad esempio, 30 gauge) richiedeva più passaggi attraverso la trafila rispetto a un filo 0 gauge. I fabbricanti di fili in precedenza avevano propri sistemi di misurazione dei fili. Lo sviluppo di misure standardizzate per i fili ha razionalizzato la selezione dei fili per una determinata applicazione.

Le tabelle AWG sono predisposte per conduttori singoli, solidi e a sezione rotonda. L'AWG per un cavo è determinato dall'area totale della sezione del conduttore, che determina a sua volta la sua capacità di trasporto della corrente e la sua resistenza elettrica. Poiché tra i vari fili ci sono anche piccole cavità, i cavi hanno sempre un diametro totale leggermente maggiore rispetto a un filo solido avente lo stesso AWG.

Il sistema AWG è anche comunemente utilizzato per specificare le dimensioni dei gioielli per i piercing corporei, in particolare per le piccole dimensioni[2].

Formula[modifica | modifica sorgente]

Per definizione, No. 36 AWG equivale a un diametro di 0,0050 pollici e No. 0000 equivale a un diametro di 0,4600 pollici. Il rapporto di questi diametri è 92 e ci sono 40 misure dal n. 36 al n. 0000, o 39 passi. Utilizzando questo comune rapporto, le dimensioni dei fili variano geometricamente secondo la relazione di seguito descritta. Il diametro dn di un filo secondo il sistema AWG è:

d_n = 0.005~\mathrm{inch} \times 92 ^ \frac{36-n}{39} = 0.127~\mathrm{mm} \times 92 ^ \frac{36-n}{39}

o, in maniera equivalente,

d_n = e^ {-1.12436 - 0.11594n}\ \mathrm{inch} = e^ {2.1104 - 0.11594n}\ \mathrm{mm}

La misura può quindi essere calcolata dal diametro con la relazione:

n = -39\log_{92} \left( \frac{d_{n}}{0.005~\mathrm{inch}} \right)+36 = -39\log_{92} \left( \frac{d_{n}}{0.127~\mathrm{mm}} \right)+36 [3]

e l'area della sezione è pari a:

A_n = \frac{\pi}{4} d_n^2 = 0.000019635~\mathrm{inch}^2 \times 92 ^ \frac{36-n}{19.5} = 0.012668~\mathrm{mm}^2 \times 92 ^ \frac{36-n}{19.5},

Lo standard ASTM B 258-02 definisce che il rapporto tra dimensioni successive debba essere pari alla radice trentanovesima di 92, cioè approssimativamente pari a 1,1229322[4]. La ASTM B 258-02 definisce anche che i diametri dei fili debbano essere tabulati con non più di 4 cifre significative, con una risoluzione non maggiore di 0,0001 pollici (0,1 mils) per i fili superiori a 44 AWG e di 0,00001 pollici (0,01 mils) per i fili di dimensione 45 AWG ed inferiore.

Le dimensioni con un numero avente più zeri sono successivamente più grandi di zero e possono essere indicate usando il "numero di zero/0", come ad esempio 4/0 per 0000. Per un cavo AWG m/0, si usa n = −(m−1) = 1− m nelle formule sopra riportate. Ad esempio, per il numero 0000 o 4/0, si usa n = −3.

Regola mnemonica[modifica | modifica sorgente]

Il valore della sesta potenza di questo rapporto è molto prossimo a 2[5]; pertanto è possibile formulare la seguente regola mnemonica:

  • Quando il diametro di un filo raddoppia, l'AWG decresce di 6 volte (ad esempio, un filo No. 2 AWG ha un diametro circa il doppio di un filo No. 8 AWG);
  • Quando la sezione di un filo raddoppia, l'AWG diminuisce di 3 volte (ad esempio, 2 fili No. 14 AWG hanno all'incirca la stessa sezione di un singolo filo No. 11 AWG).

Inoltre, per una diminuzione di 10 numeri gauge, ad esempio da No. 10 a 1/0, la sezione e il peso aumentano di circa 10 volte e la resistenza si riduce di un fattore pari a circa 10.

Tabella delle dimensioni dei fili AWG[modifica | modifica sorgente]

La seguente tabella mostra vari dati, tra cui sia la resistenza di diverse dimensioni del filo e la capacità di corrente (ampacità) sulla base dell'isolamento plastico. L'informazione del diametro in tabella si applica ai fili solidi. Per i cavi si calcola l'area della sezione equivalente dei fili di rame. La corrente di fusione (fusione del filo) è stimata sulla base della temperatura ambiente di 25 °C. La seguente tabella assume che la corrente continua o le frequenze della corrente alternata siano pari o inferiori a 60 Hz, non tenendo in conto l'effetto pelle. Il numero "giri di filo" è un limite superiore per il filo privo di isolamento.

AWG Diametro Giri di filo Area Rame
resistenza[6]
capacità di corrente di
filo di rame NEC[7] con
isolamento per
60/75/90 °C (A)[8]
Equivalenti
approssimati
nello standard metrico
Corrente di fusione
(rame)[9][10].
(pollici) (mm) (per pollice) (per cm) (kcmil) (mm2) (Ω/km)
(mΩ/m)
(Ω/kFT)
(mΩ/ft)
Preece
(~10s)
Onderdonk
(1s)
Onderdonk
(32ms)
0000 (4/0) 0.4600 11.684 2.17 0.856 212 107 0.1608 0.04901 195 / 230 / 260 31 kA 173 kA
000 (3/0) 0.4096 10.404 2.44 0.961 168 85.0 0.2028 0.06180 165 / 200 / 225 24.5 kA 137 kA
00 (2/0) 0.3648 9.266 2.74 1.08 133 67.4 0.2557 0.07793 145 / 175 / 195 19.5 kA 109 kA
0 (1/0) 0.3249 8.252 3.08 1.21 106 53.5 0.3224 0.09827 125 / 150 / 170 1.9 kA 15.5 kA 87 kA
1 0.2893 7.348 3.46 1.36 83.7 42.4 0.4066 0.1239 110 / 130 / 150 1.6 kA 12 kA 68 kA
2 0.2576 6.544 3.88 1.53 66.4 33.6 0.5127 0.1563 95 / 115 / 130 1.3 kA 9.7 kA 54 kA
3 0.2294 5.827 4.36 1.72 52.6 26.7 0.6465 0.1970 85 / 100 / 110 196/0.4 1.1 kA 7.7 kA 43 kA
4 0.2043 5.189 4.89 1.93 41.7 21.2 0.8152 0.2485 70 / 85 / 95 946 A 6.1 kA 34 kA
5 0.1819 4.621 5.50 2.16 33.1 16.8 1.028 0.3133 126/0.4 795 A 4.8 kA 27 kA
6 0.1620 4.115 6.17 2.43 26.3 13.3 1.296 0.3951 55 / 65 / 75 668 A 3.8 kA 21 kA
7 0.1443 3.665 6.93 2.73 20.8 10.5 1.634 0.4982 80/0.4 561 A 3 kA 17 kA
8 0.1285 3.264 7.78 3.06 16.5 8.37 2.061 0.6282 40 / 50 / 55 472 A 2.4 kA 13.5 kA
9 0.1144 2.906 8.74 3.44 13.1 6.63 2.599 0.7921 84/0.3 396 A 1.9 kA 10.7 kA
10 0.1019 2.588 9.81 3.86 10.4 5.26 3.277 0.9989 30 / 35 / 40 (ma utilizzare un fusibile da 30 A) 333 A 1.5 kA 8.5 kA
11 0.0907 2.305 11.0 4.34 8.23 4.17 4.132 1.260 56/0.3 280 A 1.2 kA 6.7 kA
12 0.0808 2.053 12.4 4.87 6.53 3.31 5.211 1.588 25 / 25 / 30 (ma utilizzare un fusibile da 20 A) 235A 955 A 5.3 kA
13 0.0720 1.828 13.9 5.47 5.18 2.62 6.571 2.003 50/0.25 198 A 758 A 4.2 kA
14 0.0641 1.628 15.6 6.14 4.11 2.08 8.286 2.525 20 / 20 / 25 (ma utilizzare un fusibile da 15 A) 166 A 601 A 3.3 kA
15 0.0571 1.450 17.5 6.90 3.26 1.65 10.45 3.184 30/0.25 140 A 477 A 2.7 kA
16 0.0508 1.291 19.7 7.75 2.58 1.31 13.17 4.016 — / — / 18 117 A 377 A 2.1 kA
17 0.0453 1.150 22.1 8.70 2.05 1.04 16.61 5.064 32/0.2 99 A 300 A 1.7 kA
18 0.0403 1.024 24.8 9.77 1.62 0.823 20.95 6.385 — / — / 14 24/0.2 83 A 237A 1.3 kA
19 0.0359 0.912 27.9 11.0 1.29 0.653 26.42 8.051 70 A 189 A 1 kA
20 0.0320 0.812 31.3 12.3 1.02 0.518 33.31 10.15 16/0.2 58.5 A 149 A 834 A
21 0.0285 0.723 35.1 13.8 0.810 0.410 42.00 12.80 13/0.2 49 A 119 A 662 A
22 0.0253 0.644 39.5 15.5 0.642 0.326 52.96 16.14 7/0.25 41 A 94 A 525 A
23 0.0226 0.573 44.3 17.4 0.509 0.258 66.79 20.36 35 A 74 A 416 A
24 0.0201 0.511 49.7 19.6 0.404 0.205 84.22 25.67 1/0.5, 7/0.2, 30/0.1 29 A 59 A 330 A
25 0.0179 0.455 55.9 22.0 0.320 0.162 106.2 32.37 24 A 47 A 262 A
26 0.0159 0.405 62.7 24.7 0.254 0.129 133.9 40.81 1/0.4, 7/0.15 20 A 37 A 208 A
27 0.0142 0.361 70.4 27.7 0.202 0.102 168.9 51.47
28 0.0126 0.321 79.1 31.1 0.160 0.0810 212.9 64.90 7/0.12
29 0.0113 0.286 88.8 35.0 0.127 0.0642 268.5 81.84
30 0.0100 0.255 99.7 39.3 0.101 0.0509 338.6 103.2 1/0.25, 7/0.1
31 0.00893 0.227 112 44.1 0.0797 0.0404 426.9 130.1
32 0.00795 0.202 126 49.5 0.0632 0.0320 538.3 164.1 1/0.2, 7/0.08
33 0.00708 0.180 141 55.6 0.0501 0.0254 678.8 206.9
34 0.00630 0.160 159 62.4 0.0398 0.0201 856.0 260.9
35 0.00561 0.143 178 70.1 0.0315 0.0160 1079 329.0
36 0.00500 0.127 200 78.7 0.0250 0.0127 1361 414.8
37 0.00445 0.113 225 88.4 0.0198 0.0100 1716 523.1
38 0.00397 0.101 252 99.3 0.0157 0.00797 2164 659.6
39 0.00353 0.0897 283 111 0.0125 0.00632 2729 831.8
40 0.00314 0.0799 318 125 0.00989 0.00501 3441 1049

Nell'industria elettrica dell'America Settentrionale, i conduttori più grandi di 4/0 AWG sono solitamente identificati dall'area della sezione espressa in migliaia di circular mil (kcmil), dove 1 kcmil = 0.5067 mm². La successiva dimensione più grande del filo dopo 4/0 ha una sezione di 250 kcmil. Un circular mil è l'area di un filo avente diametro pari a 1 mil. Un milione di circular mil è l'area di un cerchio avente diametro pari a 1000 mil = 1 inch. In passato 1 kcmil era abbreviato MCM.

Dimensioni AWG dei cavi[modifica | modifica sorgente]

I cavi sono specificati con tre numeri: la dimensione complessiva AWG, il numero dei fili componenti il cavo e la dimensione AWG del filo. Il numero dei fili e l'AWG di un singolo filo sono separati da una barra. Ad esempio, un cavo 22 AWG 7/30 è un cavo 22 AWG composto da 7 fili aventi dimensione pari a 30 AWG.

Nomenclatura e abbreviazioni nella distribuzione elettrica[modifica | modifica sorgente]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Distribuzione di energia elettrica.

L'industria elettrica utilizza comunemente modi alternativi per specificare le dimensioni dei fili come AWG.

  • 4 AWG (uso proprio)
  • #4 (il cancelletto è utilizzato come abbreviazione di "numero")
  • No. 4 (No. è utilizzato come abbreviazione di "numero")
  • No. 4 AWG
  • 4 ga. (abbreviazione di "gauge")
  • 000 AWG (uso proprio per grandi dimensioni)
  • 3/0 (uso comune per grandi dimensioni; in inglese è pronunciato three aught)
  • 3/0 AWG
  • #000
  • #3/0

L'industria affastella anche filo comune per l'utilizzo nella distribuzione elettrica domestica e commerciale, identificando la dimensione del singolo filo del fascio seguita dal numero di fili che costituiscono il fascio. Il tipo più comune di cavo di distribuzione, il "NM-B", è solitamente quello utilizzato:

  • #14/2 (scritto anche "14-2") è un fascio con guaina non-metallica di due fili solidi 14 AWG. L'isolamento attorno ai due conduttori è bianco e nero. Questa guaina per il cavo 14 AWG è solitamente bianca, quando il cavo è utilizzato per il cablaggio NM-B per la distribuzione elettrica in un sito asciutto. I cavi appena prodotti privi di un filo di massa separato (come il #14/2) sono obsoleti.
  • #12/2 con massa (scritto anche "12-2 w/gnd") è un fascio con guaina non-metallica di tre fili solidi 12 AWG che hanno un filo di massa nudo al centro dei due conduttori isolati in una guaina piatta NM-B di colore giallo. Il colore è uno standard dell'industria nordamericana per i cavi prodotti a partire dal 2003 e ne aiuta l'identificazione.
  • #10/3 con massa (scritto anche "10-3 w/gnd") è un fascio con guaina non-metallica di quattro fili solidi 10 AWG che hanno un filo di massa nudo e tre conduttori isolati ritorti in una guaina NM-B di forma circolare e di colore arancio. I conduttori isolati sono di colore nero, bianco e rosso. Alcuni cavi di questa tipologia possono essere piatti per risparmiare rame.
  • Altri tipi di cavo (oltre all'ubiquitario NM-B) sono commercialmente disponibili, sebbene non abbiano un'altrettanto ampia distribuzione. Il comune cavo BX tipo AC è inguainato in un involucro metallico sottile, a coste, a metallo galvanizzato, al fine di proteggere i conduttori da danni che si possono verificare quando si permette il loro piegamento. Così, un cavo "#12/3 metallico" ha tre fili 12 AWG (rosso, nero e bianco) e nessun filo di conduzione.

Pronuncia[modifica | modifica sorgente]

Colloquialmente al sistema AWG ci si riferisce come gauge e agli zero nelle grandi dimensioni di filo ci si riferisce come aught. Ci si riferisce ai fili di dimensioni 1 AWG comunemente chiamati "one gauge"; analogamente, diametri più piccoli sono pronunciati "x gauge", dove x è il numero intero positivo AWG. Per dimensioni maggiori di fili (da #0 in su), la parola "gauge" cade e vi si riferisce così: "one aught", "two aught," ecc., in funzione di quanti zeri vi sono nel codice AWG[11]. In altri casi la parola "gauge" è sostituita dalla parola "number", che appare prima della dimensione, come nel caso della pronuncia "number twelve" per 12 AWG.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ ASTM Standard B 258-02, Standard specification for standard nominal diameters and cross-sectional areas of AWG sizes of solid round wires used as electrical conductors, ASTM International, 2002
  2. ^ Body Piercing Jewelry Size Reference — SteelNavel.com
  3. ^ Il logaritmo in base 92 può essere calcolato a partire da altri logaritmi quali quelli in base 10 o quelli naturali, utilizzando la relazione log92x = (log x)/(log 92).
  4. ^ ASTM Standard B 258-02, pag. 4
  5. ^ Il risultato è circa 2,0050, ossia eccedente dello 0,25% il valore di 2.
  6. ^ Valori per filo solido di rame a 68 °F, calcolato sulla base di una conduttività al 100% IACS pari a 58,0 MS/m, in accordo a molte fonti: High-purity oxygen-free copper can achieve up to 101.5% IACS conductivity; e.g., the Kanthal conductive alloys data sheet lists slightly lower resistances than this table.
  7. ^ National Electrical Code
  8. ^ NFPA 70 National Electrical Code 2008 Edition. Table 310.16 page 70-148, Allowable ampacities of insulated conductors rated 0 through 2000 volts, 60 °C through 90 °C, not more than three current-carrying conductors in raceway, cable, or earth (directly buried) based on ambient temperature of 30 °C. Gli estratti da NFPA 70 non rappresentano la posizione completa della NFPA ed è necessario consultare il Codice completo. In particolare, i dispositivi di protezione da sovracorrente massima permissibile possono imporre un limite inferiore
  9. ^ Calcolato usando le equazioni riportate in H. Wayne Beaty e Donald G. Fink, The Standard Handbook for Electrical Engineers, 15ª ed., New York, McGraw Hill, 2007, pp. 4-25, ISBN 0-07-144146-8.
  10. ^ Douglas Brooks, Fusing Current: When Traces Melt Without a Trace in Printed Circuit Design, vol. 15, nº 12, dicembre 1998, p. 53.
  11. ^ Glossary of Power Terms | Event Solutions

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]