مقياس الأسلاك الأمريكي

مقياس الأسلاك الأمريكي ( AWG ) هو نظام قياس أسلاك موحد متدرج لوغاريتمي يستخدم منذ عام 1857، وخاصة في أمريكا الشمالية ، لأقطار الأسلاك الدائرية الصلبة غير الحديدية الموصلة للكهرباء . أبعاد الأسلاك موضحة في معيار ASTM B 258. ^[1] المساحة المقطعية لكل مقياس هي عامل مهم لتحديد قدرته على حمل التيار .

نشأ مقياس AWG من عدد عمليات السحب المستخدمة لإنتاج مقياس معين من الأسلاك. يتطلب السلك الدقيق جدًا (على سبيل المثال، مقياس 30) عددًا أكبر من التمريرات عبر قوالب السحب مقارنة بالأسلاك ذات المقياس 0. كان مصنعو الأسلاك في السابق لديهم أنظمة قياس أسلاك خاصة بهم؛ وقد أدى تطوير مقاييس الأسلاك القياسية إلى ترشيد اختيار الأسلاك لغرض معين.

في حين أن مقياس AWG متطابق بشكل أساسي مع مقياس الصفائح المعدنية من Brown & Sharpe (B&S)، فقد تم تصميم مقياس B&S للاستخدام مع الصفائح المعدنية كما يوحي اسمه. يمكن تبديل هذه المقاييس وظيفيًا ولكن استخدام B&S فيما يتعلق بمقاييس الأسلاك، بدلاً من مقاييس الصفائح المعدنية، غير مناسب من الناحية الفنية.

تشير أرقام القياس المتزايدة إلى تناقص أقطار الأسلاك بشكل لوغاريتمي ، وهو ما يشبه العديد من أنظمة القياس غير المترية الأخرى مثل مقياس الأسلاك القياسي البريطاني (SWG). ومع ذلك، فإن مقياس الأسلاك القياسي البريطاني (AWG) يختلف عن IEC 60228 ، وهو معيار حجم الأسلاك المتري المستخدم في معظم أنحاء العالم، استنادًا مباشرة إلى مساحة المقطع العرضي للسلك (بالمليمتر المربع، مم ² ).

جداول AWG مخصصة لموصل واحد صلب ومستدير. يتم تحديد AWG للسلك المجدول من خلال مساحة المقطع العرضي للموصل الصلب المكافئ. نظرًا لوجود فجوات صغيرة أيضًا بين الخيوط، سيكون للسلك المجدول دائمًا قطر إجمالي أكبر قليلاً من السلك الصلب بنفس AWG.

حسب التعريف، يبلغ قطر رقم 36 AWG 0.005 بوصة، ويبلغ قطر رقم 0000 0.46 بوصة. ونسبة هذه الأقطار هي 1:92، وهناك 40 حجمًا للقياس من رقم 36 إلى رقم 0000، أو 39 خطوة. ونظرًا لأن كل رقم قياس متتالي يزيد من مساحة المقطع العرضي بمضاعف ثابت، فإن الأقطار تختلف هندسيًا . أي مقياسين متتاليين (على سبيل المثال، A و B ) لهما أقطار نسبتها (قطر B ÷ قطر A ) هي (تقريبًا 1.12293)، بينما بالنسبة للمقاييس التي تفصل بينها درجتان (على سبيل المثال، A و B و C )، فإن نسبة C إلى A هي حوالي 1.12293 ² ≈ 1.26098. ${\displaystyle {\sqrt[{39}]{92}}}$

يتم تحديد قطر السلك AWG وفقًا للصيغة التالية:

د ن = 0.005 بوصة × 92 ( 36 − ن ) / 39 = 0.127 م م × 92 ( 36 − ن ) / 39 {\displaystyle د_{ن}=0.005~\mathrm {بوصة} \times 92^{(36-ن)/39}=0.127~\mathrm {ملم} \times 92^{(36-ن)/39}}

(حيث n هو حجم AWG للمقاييس من 36 إلى 0، وn = −1 للرقم 00، و n = −2 للرقم 000، و n = −3 للرقم 0000. انظر أدناه للقاعدة)

أو ما يعادله:

${\displaystyle d_{n}=e^{-1.12436-0.11594n}\ \mathrm {بوصة} =e^{2.1104-0.11594n}\ \mathrm {مم} }$

يمكن حساب القياس من القطر باستخدام  ^[2]

${\displaystyle n=-39\log _{92}\left({\frac {d_{n}}{0.005~\mathrm {inch} }}\right)+36=-39\log _{92}\left({\frac {d_{n}}{0.127~\mathrm {mm} }}\right)+36}$

ومساحة المقطع العرضي هي

${\displaystyle A_{n}={\frac {\pi }{4}}d_{n}^{2}\approx 0.000019635~\mathrm {inch} ^{2}\times 92^{(36-n)/19.5}\approx 0.012668~\mathrm {mm} ^{2}\times 92^{(36-n)/19.5}}$.

يحدد المعيار ASTM B258-02 (2008)، المواصفة القياسية للأقطار الاسمية القياسية ومساحات المقطع العرضي لمقاسات AWG للأسلاك المستديرة الصلبة المستخدمة كموصلات كهربائية ، النسبة بين الأحجام المتعاقبة لتكون الجذر 39 لـ 92، أو ما يقرب من 1.1229322. ^[3] ينص ASTM B258-02 أيضًا على أنه يجب جدولة أقطار الأسلاك بما لا يزيد عن 4 أرقام مهمة، بدقة لا تزيد عن 0.0001 بوصة (0.1 مل) للأسلاك الأكثر سماكة من رقم 44 AWG، و0.00001 بوصة (0.01 مل) للأسلاك رقم 45 AWG وأرق.

الأحجام ذات الأصفار المتعددة تكون أكثر سمكًا من رقم 0 على التوالي ويمكن الإشارة إليها باستخدام " عدد الأصفار / 0"، على سبيل المثال 4/0 لـ 0000. بالنسبة لسلك AWG مقاسه m / 0 ، استخدم n = −( m − 1) = 1 − m في الصيغ أعلاه. على سبيل المثال، بالنسبة لرقم 0000 أو 4/0، استخدم n = −3 .  

القوة السادسة لـ ³⁹ √ 92 قريبة جدًا من 2، ^[4] مما يؤدي إلى القواعد العامة التالية:

• عندما يتم مضاعفة مساحة المقطع العرضي للسلك، فإن AWG سينخفض ​​بمقدار 3. (على سبيل المثال، سلكان بقياس 14 AWG لهما نفس مساحة المقطع العرضي لسلك واحد بقياس 11 AWG.) وهذا يضاعف الموصلية.
• عندما يتضاعف قطر السلك المستدير الصلب، سينخفض ​​مقياس AWG بمقدار 6. (على سبيل المثال، السلك الذي يبلغ قطره 1 مم يكون ~18 AWG، والسلك الذي يبلغ قطره 2 مم يكون ~12 AWG، والسلك الذي يبلغ قطره 4 مم يكون ~6 AWG). وهذا يضاعف مساحة المقطع العرضي والتوصيل أربع مرات.
• يؤدي تقليل عشرة أرقام مقياس (على سبيل المثال من 12 AWG إلى 2 AWG) إلى مضاعفة المساحة والوزن بحوالي 10، ويقلل المقاومة الكهربائية (ويزيد الموصلية ) بعامل حوالي 10.

تؤدي المصادفات المريحة إلى القواعد الأساسية التالية للمقاومات:

• تبلغ مقاومة السلك النحاسي تقريبًا1 أوم/1000 قدملـ 10 AWG ،10 أوم/1000 قدملـ 20 AWG ،100 أوم/1000 قدم⁠ لـ 30 AWG، وما إلى ذلك. ^{[5] : 27}
• نظرًا لأن سلك الألومنيوم يتمتع بموصلية تقارب 61% من النحاس، فإن سلك الألومنيوم يتمتع بنفس مقاومة سلك نحاسي أرق بمقدار حجمين تقريبًا ، والذي تبلغ مساحته 62.9%.

يوضح الجدول أدناه بيانات مختلفة تتضمن كل من مقاومة مقاييس الأسلاك المختلفة والتيار المسموح به ( الأمبير ) بناءً على موصل نحاسي مع عزل بلاستيكي. تنطبق معلومات القطر في الجدول على الأسلاك الصلبة . يتم حساب الأسلاك المجدولة عن طريق حساب مساحة المقطع العرضي المكافئة للنحاس . يتم تقدير تيار الاندماج (سلك الذوبان) بناءً على درجة حرارة محيطة تبلغ 25 درجة مئوية (77 درجة فهرنهايت). يفترض الجدول أدناه ترددات التيار المستمر أو المتردد تساوي أو أقل من 60 هرتز، ولا يأخذ في الاعتبار التأثير السطحي . "عدد لفات السلك لكل وحدة طول" هو مقلوب قطر الموصل؛ وبالتالي فهو الحد الأقصى للسلك الملفوف على شكل حلزوني (انظر الملف اللولبي )، بناءً على سلك غير معزول.

AWG	القطر		لفات من الأسلاك، بدون عزل		منطقة		سلك نحاسي
							مقاومة طولية محددة [6]		السعة عند تصنيف درجة الحرارة [أ]			تيار الاندماج [9] [10]
									60 درجة مئوية	75 درجة مئوية	90 درجة مئوية	بريس [11] [12] [13] [14]	أوندردونك [15] [14]
	(في)	(مم)	(في كل)	(لكل سم)	( كميل )	(مم 2 )	(مΩ/م [ب] )	(مΩ/قدم [ج] )	(أ)			~10 ثانية	1 ثانية	32 مللي ثانية
0000 (4/0)	0.4600 [د]	11.684 [د]	2.17	0.856	212	107	0.1608	0.04901	195	230	260	3.2 كيلو أمبير	33 كيلو أمبير	182 كيلو أمبير
000 (3/0)	0.4096	10.405	2.44	0.961	168	85.0	0.2028	0.06180	165	200	225	2.7 كيلو أمبير	26 كيلو أمبير	144 كيلو أمبير
00 (2/0)	0.3648	9.266	2.74	1.08	133	67.4	0.2557	0.07793	145	175	195	2.3 كيلو أمبير	21 كيلو أمبير	115 كيلو أمبير
0 (1/0)	0.3249	8.251	3.08	1.21	106	53.5	0.3224	0.09827	125	150	170	1.9 كيلو أمبير	16 كيلو أمبير	91 كيلو أمبير
1	0.2893	7.348	3.46	1.36	83.7	42.4	0.4066	0.1239	110	130	145	1.6 كيلو أمبير	13 كيلو أمبير	72 كيلو أمبير
2	0.2576	6.544	3.88	1.53	66.4	33.6	0.5127	0.1563	95	115	130	1.3 كيلو أمبير	10.2 كيلو أمبير	57 كيلو أمبير
3	0.2294	5.827	4.36	1.72	52.6	26.7	0.6465	0.1970	85	100	115	1.1 كيلو أمبير	8.1 كيلو أمبير	45 كيلو أمبير
4	0.2043	5.189	4.89	1.93	41.7	21.2	0.8152	0.2485	70	85	95	946 أ	6.4 كيلو أمبير	36 كيلو أمبير
5	0.1819	4.621	5.50	2.16	33.1	16.8	1.028	0.3133				795 أ	5.1 كيلو أمبير	28 كيلو أمبير
6	0.1620	4.115	6.17	2.43	26.3	13.3	1.296	0.3951	55	65	75	668 أ	4.0 كيلو أمبير	23 كيلو أمبير
7	0.1443	3.665	6.93	2.73	20.8	10.5	1.634	0.4982				561 أ	3.2 كيلو أمبير	18 كيلو أمبير
8	0.1285	3.264	7.78	3.06	16.5	8.37	2.061	0.6282	40	50	55	472 أ	2.5 كيلو أمبير	14 كيلو أمبير
9	0.1144	2.906	8.74	3.44	13.1	6.63	2.599	0.7921				396 أ	2.0 كيلو أمبير	11 كيلو أمبير
10	0.1019	2.588	9.81	3.86	10.4	5.26	3.277	0.9989	30	35	40	333 أ	1.6 كيلو أمبير	8.9 كيلو أمبير
11	0.0907	2.305	11.0	4.34	8.23	4.17	4.132	1.260				280 أ	1.3 كيلو أمبير	7.1 كيلو أمبير
12	0.0808	2.053	12.4	4.87	6.53	3.31	5.211	1.588	20	25	30	235 أ	1.0 كيلو أمبير	5.6 كيلو أمبير
13	0.0720	1.828	13.9	5.47	5.18	2.62	6.571	2.003				198 أ	798 أ	4.5 كيلو أمبير
14	0.0641	1.628	15.6	6.14	4.11	2.08	8.286	2.525	15	20	25	166 أ	633 أ	3.5 كيلو أمبير
15	0.0571	1.450	17.5	6.90	3.26	1.65	10.45	3.184				140 أ	502 أ	2.8 كيلو أمبير
16	0.0508	1.291	19.7	7.75	2.58	1.31	13.17	4.016	12	16	18	117 أ	398 أ	2.2 كيلو أمبير
17	0.0453	1.150	22.1	8.70	2.05	1.04	16.61	5.064				99 أ	316 أ	1.8 كيلو أمبير
18	0.0403	1.024	24.8	9.77	1.62	0.823	20.95	6.385	10	14	16	83 أ	250 أمبير	1.4 كيلو أمبير
19	0.0359	0.912	27.9	11.0	1.29	0.653	26.42	8.051	—	—	—	70 أ	198 أ	1.1 كيلو أمبير
20	0.0320	0.812	31.3	12.3	1.02	0.518	33.31	10.15	5	11	—	58.5 أ	158 أ	882 أ
21	0.0285	0.723	35.1	13.8	0.810	0.410	42.00	12.80	—	—	—	49 أ	125 أ	700 أ
22	0.0253	0.644	39.5	15.5	0.642	0.326	52.96	16.14	3	7	—	41 أ	99 أ	551 أ
23	0.0226	0.573	44.3	17.4	0.509	0.258	66.79	20.36	—	—	—	35 أ	79 أ	440 أ
24	0.0201	0.511	49.7	19.6	0.404	0.205	84.22	25.67	2.1	3.5	—	29 أ	62 أ	348 أ
25	0.0179	0.455	55.9	22.0	0.320	0.162	106.2	32.37	—	—	—	24 أ	49 أ	276 أ
26	0.0159	0.405	62.7	24.7	0.254	0.129	133.9	40.81	1.3	2.2	—	20 أ	39 أ	218 أ
27	0.0142	0.361	70.4	27.7	0.202	0.102	168.9	51.47	—	—	—	17 أ	31 أ	174 أ
28	0.0126	0.321	79.1	31.1	0.160	0.0810	212.9	64.90	0.83	1.4	—	14 أ	24 أ	137 أ
29	0.0113	0.286	88.8	35.0	0.127	0.0642	268.5	81.84	—	—	—	12 أ	20 أ	110 أ
30	0.0100	0.255	99.7	39.3	0.101	0.0509	338.6	103.2	0.52	0.86	—	10 أ	15 أ	86 أ
31	0.00893	0.227	112	44.1	0.0797	0.0404	426.9	130.1	—	—	—	9 أ	12 أ	69 أ
32	0.00795	0.202	126	49.5	0.0632	0.0320	538.3	164.1	0.32	0.53	—	7 أ	10 أ	54 أ
33	0.00708	0.180	141	55.6	0.0501	0.0254	678.8	206.9	—	—	—	6 أ	7.7 أ	43 أ
34	0.00630	0.160	159	62.4	0.0398	0.0201	856.0	260.9	0.18	0.3	—	5 أ	6.1 أ	34 أ
35	0.00561	0.143	178	70.1	0.0315	0.0160	1079	329.0	—	—	—	4 أ	4.8 أ	27 أ
36	0.00500 [د]	0.127 [د]	200	78.7	0.0250	0.0127	1361	414.8	—	—	—	4 أ	3.9 أ	22 أ
37	0.00445	0.113	225	88.4	0.0198	0.0100	1716	523.1	—	—	—	3 أ	3.1 أ	17 أ
38	0.00397	0.101	252	99.3	0.0157	0.00797	2164	659.6	—	—	—	3 أ	2.4 أ	14 أ
39	0.00353	0.0897	283	111	0.0125	0.00632	2729	831.8	—	—	—	2 أ	1.9 أ	11 أ
40	0.00314	0.0799	318	125	0.00989	0.00501	3441	1049	—	—	—	1 أ	1.5 أمبير	8.5 أمبير

في صناعة الكهرباء في أمريكا الشمالية،  يتم تحديد الموصلات التي يزيد سمكها عن 4/0 AWG بشكل عام من خلال المساحة بالآلاف من الملل الدائرية (kcmil)، حيث 1 kcmil = 0.5067 مم ^2. حجم السلك التالي الذي يزيد سمكه عن 4/0 له مقطع عرضي يبلغ 250 kcmil. الملل الدائري هو مساحة السلك الذي يبلغ قطره مل واحد . مليون مل دائري هو مساحة الدائرة التي يبلغ قطرها 1000 مل (1 بوصة). الاختصار الأقدم لألف مل دائري هو MCM .

يمكن أيضًا استخدام AWG لوصف الأسلاك المجدولة. يمثل AWG للسلك المجدول مجموع القطر المقطعي للخيوط الفردية؛ ولا يتم احتساب الفجوات بين الخيوط. عند تصنيعها بخيوط دائرية، تشغل هذه الفجوات حوالي 25% من مساحة السلك ، وبالتالي يتطلب الأمر أن يكون القطر الإجمالي للحزمة أكبر بحوالي 13% من السلك الصلب ذي القياس المتساوي.

يتم تحديد الأسلاك المجدولة بثلاثة أرقام، الحجم الكلي AWG، وعدد الخيوط، وحجم AWG للخيط. يتم الفصل بين عدد الخيوط وحجم AWG للخيط بعلامة مائلة. على سبيل المثال،  السلك المجدول 7/30 مقاس 22 AWG هو  سلك مقاس 22 AWG مصنوع من سبعة خيوط من سلك مقاس 30  AWG.

كما هو موضح في أقسام الصيغ والقواعد العامة أعلاه، فإن الاختلافات في AWG تترجم مباشرة إلى نسب القطر أو المساحة. يمكن استخدام هذه الخاصية لإيجاد AWG بسهولة لحزمة مجدولة عن طريق قياس قطر وعدد خيوطها. (ينطبق هذا فقط على الحزم ذات الخيوط الدائرية ذات الحجم المتطابق.) لإيجاد AWG لسلك مكون من 7 خيوط بخيوط متساوية، اطرح 8.4 من AWG للخيط. وبالمثل، بالنسبة لـ 19 خيطًا، اطرح 12.7، وبالنسبة لـ 37 خيطًا، اطرح 15.6.

غالبًا ما يكون قياس قطر الخيط أسهل وأكثر دقة من محاولة قياس قطر الحزمة ونسبة التعبئة. يمكن إجراء مثل هذا القياس باستخدام أداة قياس الأسلاك أو باستخدام الفرجار أو الميكرومتر.

تُستخدم طرق بديلة بشكل شائع في الصناعة الكهربائية لتحديد أحجام الأسلاك وفقًا لـ AWG.

• 4 AWG (مناسب)
  • #4 ( يتم استخدام علامة الرقم كاختصار لكلمة "رقم")
  • رقم 4 ( يتم استخدام علامة العدد كاختصار لكلمة "رقم")
  • رقم 4 (تقريب للرقم يستخدم كاختصار لكلمة "رقم")
  • رقم 4 AWG
  • 4 ga. (اختصار لـ "gauge")
• 000 AWG (مناسب للأحجام السميكة)
  • 3/0 (شائع للأحجام السميكة) تنطق "ثلاثة أوغت"
  • 3/0 AWG
  • #000

يشار إلى AWG بشكل عام باسم gauge ويشار إلى الأصفار في أحجام الأسلاك السميكة باسم aught / ˈ ɔː t / . يشار إلى السلك بحجم 1 AWG باسم "مقياس واحد" أو سلك "رقم 1" ؛ وبالمثل، يتم نطق الأحجام الأرق " مقياس x  " أو سلك "رقم  x "، حيث x هو رقم AWG الصحيح الموجب. يتم تحديد أحجام أسلاك AWG المتتالية الأكثر سمكًا من السلك رقم 1 بعدد الأصفار:

• رقم 0، غالبًا ما يُكتب 1/0 ويُشار إليه باسم سلك "واحد أوت"
• رقم 00، غالبًا ما يُكتب 2/0 ويُشار إليه باسم سلك "اثنين أوت"
• رقم 000، غالبًا ما يُكتب 3/0 ويُشار إليه باسم سلك "ثلاثة أوت"

وهكذا دواليك.

• IEC 60228 ، المعايير الدولية لأحجام الأسلاك
• مقياس فرنسي
• براون وشارب
• مل دائري ، معيار الصناعة الكهربائية في أمريكا الشمالية للأسلاك الأكثر سماكة من 4/0.
• مقياس الأسلاك برمنغهام
• مقياس أسلاك الحديد
• مقياس أسلاك المجوهرات
• أحجام مجوهرات الجسم ، والتي تستخدم عادةً AWG (خاصةً للأحجام الرقيقة)، حتى عندما لا تكون المادة معدنية. ^[16]
• التمديدات الكهربائية
• السلك رقم 8 ، وهو مصطلح يستخدم في اللغة العامية النيوزيلندية