AWG vs mm²: Tabella di conversione dei calibri dei cavi e guida alle dimensioni

Senti spesso queste due espressioni?

L'ingegnere del cablaggio A dice: 'Dammi un filo da 4 millimetri quadrati'.

L'ingegnere del cablaggio B dice: 'Questo è un filo da 12 AWG'.

A cosa si riferiscono esattamente queste due espressioni? Perché uno dice 'millimetri quadrati' e l'altro 'AWG'? Un numero più grande significa che il filo è più spesso o più sottile? Se un filo da 12 AWG sul disegno del cliente viene sostituito con 4 mm², si può usare direttamente?

Queste domande sono in realtà molto comuni nei cablaggi personalizzati. Soprattutto sui disegni dei clienti europei e americani, AWG viene spesso utilizzato direttamente, mentre la catena di fornitura nazionale e molte fabbriche cinesi sono più abituate a usare mm² per descrivere le specifiche del conduttore. Pertanto, durante le quotazioni dei cablaggi, la conferma della distinta base o le sostituzioni dei materiali, la relazione tra AWG e mm² spesso deve essere riconfermata.

I. Due standard comuni: AWG e mm²

Lo spessore del filo non è espresso allo stesso modo in tutto il mondo. I due sistemi più comuni sono il mm² metrico e l'AWG americano.

Il primo è la specifica metrica, quella che chiamiamo comunemente 'quanti millimetri quadrati'.

Ad esempio, 0,75 mm², 1,5 mm², 2,5 mm², 4 mm². Qui, mm² si riferisce all'area della sezione trasversale nominale del conduttore, quindi la sua logica è molto intuitiva: più grande è il numero, più grande è la sezione del conduttore e generalmente più spesso è il conduttore.

Ad esempio, un conduttore da 4 mm² è decisamente più spesso di un conduttore da 1,5 mm².

Questo modo di specificare la dimensione del conduttore tramite l'area della sezione trasversale è molto comune nel sistema IEC e in mercati come la Cina e l'Europa.

L'altro è AWG, ovvero American Wire Gauge.

La logica di AWG è esattamente l'opposto di mm²: Più piccolo è il numero AWG, più spesso è il filo; più grande è il numero, più sottile è il filo.

Quindi 12 AWG è più spesso di 18 AWG, e 18 AWG è più spesso di 24 AWG.

Quando si guarda un disegno di un cliente americano per la prima volta, è qui che è più facile confondersi. Perché secondo la nostra abitudine numerica, è facile pensare che '18' dovrebbe essere più spesso di '12', ma in realtà è il contrario.

AWG, come gli standard moderni dei cavi, è un sistema standard formato attraverso un lungo sviluppo industriale. È legato ai primi processi di lavorazione dei fili negli Stati Uniti, ai calibri e ai processi di trafilatura, e si è gradualmente standardizzato per formare le specifiche AWG utilizzate oggi. È importante notare che il numero AWG non può essere semplicemente interpretato come il numero di volte in cui il filo è stato effettivamente trafilato. Si tratta essenzialmente di un sistema di dimensioni di calibro fisso, dove ogni AWG corrisponde a un diametro e a una sezione del conduttore specifici.

AWG ha anche una regola interessante: Per ogni aumento di 6 numeri AWG, il diametro del conduttore si dimezza circa e la sezione diventa 1/4; per ogni aumento di 3 numeri, la sezione si dimezza circa. AWG non è quindi una semplice progressione aritmetica.

II. Quanti millimetri quadrati è un AWG?

Una volta nota la differenza tra i due sistemi, sorge la domanda pratica:

A quanti mm² corrisponde 12 AWG?

La risposta è: La sezione trasversale nominale del conduttore di 12 AWG è di circa 3,31 mm².

Bisogna prestare particolare attenzione: 3,31 mm² è vicino al nostro comune 4 mm², ma non si può concludere direttamente che:

12 AWG = 4 mm².

Sono due specifiche diverse, anche se vengono spesso confrontate nella pratica ingegneristica.

Se hai solo bisogno di una rapida consultazione, la tabella seguente è più comoda. Ho messo insieme il diametro del conduttore, l'area della sezione trasversale e la specifica metrica più vicina per AWG 0-32.

La 'specifica metrica vicina' nella tabella è solo per aiutare gli ingegneri a fare una rapida valutazione, non significa che le due specifiche possano essere scambiate direttamente. Ad esempio, 12 AWG è 3,31 mm², la specifica vicina comune è 4 mm², ma se il disegno del cliente specifica chiaramente 12 AWG, nella produzione reale è comunque necessario verificare il filo, i terminali, i connettori e gli standard pertinenti, e non si può sostituire il materiale basandosi esclusivamente su questa tabella.

Per rendere la consultazione ancora più pratica, ecco alcune delle specifiche più comuni nei progetti di cablaggio elencate separatamente:

Se si classificano in modo ampio per applicazione, AWG può essere suddiviso in tre intervalli comuni. AWG più piccoli sono più comuni in segnali, controllo, sensori ed elettronica di precisione; gli intervalli medi sono spesso utilizzati all'interno delle apparecchiature, per l'alimentazione e per i cablaggi industriali in generale; i conduttori più grandi sono più comuni in batterie, alimentatori e connessioni ad alta corrente.

Naturalmente, questo è solo per facilitare la comprensione. Non si può selezionare un AWG fisso solo perché un prodotto rientra nella categoria 'cavo di alimentazione'.

III. Perché scegliere il calibro sbagliato causa problemi?

L'importanza reale del calibro del filo non è il numero stesso, ma il modo in cui alla fine influisce sulla resistenza, sull'aumento di temperatura e sulla caduta di tensione.

Più il conduttore è sottile, maggiore è la resistenza, a parità di altre condizioni. Quando una corrente maggiore passa attraverso il conduttore, il calore generato dalla resistenza aumenta, e la relazione di base è Q = I²R.

Pertanto, se si utilizza un filo significativamente sottodimensionato per un carico ad alta corrente, il primo problema che si incontrerà probabilmente è il surriscaldamento. Maggiore è la corrente, più evidente è il problema. In funzionamento prolungato, l'aumento di temperatura può superare l'intervallo consentito dal materiale isolante del filo, causando infine invecchiamento, deformazione o addirittura guasto dell'isolamento.

Un altro problema è la caduta di tensione. Soprattutto su lunghe distanze, la resistenza del conduttore fa sì che una parte della tensione venga persa lungo la linea. Quando la tensione sul lato dell'apparecchiatura diminuisce, si possono verificare difficoltà di avviamento, potenza insufficiente o funzionamento instabile.

Il calibro non è quindi semplicemente 'più spesso è meglio', né 'basta che conduca elettricità'. Ciò che è veramente necessario è selezionare la specifica appropriata in base a corrente, lunghezza, temperatura, metodo di installazione e ambiente operativo.

IV. Come scegliere il calibro per un cablaggio personalizzato?

Quando si tratta di cablaggi personalizzati, la conversione AWG-mm² è solo il primo passo.

Ad esempio, il cliente ci dice:

24V, 15A, lunghezza del cavo 2 metri.

Dobbiamo prima conoscere la corrente di carico, e poi considerare la lunghezza del cavo, la caduta di tensione, la temperatura ambiente, il numero di fili nel cablaggio alimentati simultaneamente, il materiale isolante e il metodo di installazione.

Se si tratta di una semplice connessione di alimentazione a breve distanza, la selezione del filo è relativamente semplice; ma se si tratta di cablaggi automobilistici, robotici, per apparecchiature industriali o per nuove energie, ci sono molti altri fattori da considerare.

I cablaggi automobilistici devono generalmente considerare terminali, connettori, temperatura, vibrazioni, fluidi e gli standard dei cavi specificati dal cliente. I cablaggi robotici, oltre alla corrente, devono concentrarsi su flessioni ripetute, movimenti in catena portacavi e flessibilità del cavo. I cablaggi per batterie e nuove energie sono più focalizzati su corrente, aumento di temperatura, caduta di tensione e affidabilità della connessione.

Quindi nei cablaggi personalizzati, non diciamo semplicemente:

'15A usa sicuramente 16 AWG.'

Perché anche con 15A, la situazione è diversa tra 2 metri e 20 metri; e l'installazione fissa non è la stessa del movimento continuo.

Il calibro è determinato dall'insieme delle condizioni operative.

V. Come sceglie Kaweei il calibro per i cablaggi personalizzati?

Questo è anche uno scenario comune nella produzione reale.

Ad esempio, il disegno del cliente specifica:

12 AWG + terminale specificato + connettore specificato.

Se l'approvvigionamento trova un filo da 4 mm², a prima vista sembra abbastanza vicino.

Ma l'ingegnere non dirà semplicemente 'può essere sostituito'.

Dobbiamo ancora verificare se il terminale può crimpare questo filo da 4 mm²; se il diametro esterno dell'isolamento rientra nell'intervallo di crimpatura del terminale; se il connettore supporta questo calibro; se la forza di estrazione dopo la crimpatura soddisfa i requisiti; e se la corrente, l'aumento di temperatura e la caduta di tensione soddisfano i requisiti di progettazione.

Se si tratta di un cablaggio robotico, dobbiamo anche verificare il raggio di curvatura e la durata in movimento; se si tratta di un cablaggio automobilistico, dobbiamo verificare i requisiti specifici per i cavi, i terminali e i connettori automobilistici.

Quindi in Kaweei, quando realizziamo cablaggi personalizzati, ciò che ci interessa veramente non è un 'numero AWG' isolato, ma la conferma di insieme del filo, del terminale, del connettore e dell'assieme del cablaggio.

Se il cliente ha già disegni e distinta base completi, possiamo produrre e confermare l'ingegneria secondo i fili, i terminali e i connettori specificati. Se il cliente ha solo tensione, corrente, lunghezza, ambiente operativo e requisiti di connettore, ma non ha ancora determinato il calibro specifico, possiamo anche partire da questi parametri e gli ingegneri confermeranno insieme le specifiche del cavo e i metodi di connessione appropriati.

Questo è il vero significato della conversione AWG-mm²: ci aiuta a comprendere la relazione tra le diverse specifiche, ma la selezione reale del cablaggio deve sempre tornare all'applicazione pratica.

Ricorda solo due semplici regole:

Più grande è il mm², più spesso è il filo.

Più grande è il numero AWG, più sottile è il filo.

Ma se si tratta di un cablaggio personalizzato reale, non limitarti a ricordare queste due regole. 12 AWG e 4 mm² possono essere confrontati, ma non si possono sostituire direttamente solo perché sono 'vicini'.

Il calibro è solo una parte della progettazione del cablaggio; nella produzione reale, è necessario considerare insieme il filo, i terminali, i connettori, i requisiti elettrici e meccanici.

Questo è anche il motivo per cui un disegno di cablaggio che sembra molto semplice spesso deve essere riconfermato dall'ingegnere nella fase di produzione.