アメリカのワイヤーゲージ

北米の電線直径規格

アメリカ電線規格（AWG）は、1857年以来、主に北米で使用されている対数 ステップの 標準化された 電線規格システムで、丸線、単線、非鉄金属、導電性電線の直径を規定するものです。電線の寸法はASTM規格B 258に規定されています^。[1]各電線規格の断面積は、その電流容量を決定する重要な要素です。

起源

AWGは、特定のゲージの電線を製造するために必要な伸線工程の数に由来しています。極細線（例えば30ゲージ）は、 0ゲージの電線よりも伸線ダイスを通過する回数が多く必要でした。かつて電線メーカーは独自の電線ゲージシステムを使用していましたが、標準化された電線ゲージの開発により、特定の用途に応じた電線の選択が合理化されました。

AWGはBrown & Sharpe（B&S）の板金ゲージと本質的に同一ですが、B&Sゲージは板金用に設計されています。機能的には互換性がありますが、板金ゲージではなくワイヤーゲージに関連してB&Sゲージを使用することは技術的に不適切です。

仕様

ゲージ番号が増加すると、ワイヤ径は対数的に減少します。これは、英国標準ワイヤゲージ（SWG）などの他の多くの非メートル法のゲージシステムと同様です。ただし、AWGは、世界のほとんどの地域で使用されているメートル法のワイヤサイズ規格であるIEC 60228とは異なります。IEC 60228は、ワイヤの断面積（平方ミリメートル、mm ²）を直接基準としています。

AWG表は、単線、単線、円形導体を対象としています。撚線のAWGは、同等の単線導体の断面積によって決まります。撚線間には小さな隙間があるため、撚線は同じAWGの単線よりも全体の直径がわずかに大きくなります。

公式

定義により、36 AWG の直径は 0.005 インチで、0000 AWG の直径は 0.46 インチです。これらの直径の比は 1:92 で、36 から 0000 まで 40 種類、つまり 39 段階のゲージ サイズがあります。ゲージ番号が上がるごとに断面積が定数倍増加するため、直径は幾何学的に変化します。任意の 2 つの連続するゲージ (たとえば、AとB ) の直径の比(直径B ÷ 直径A )は(約 1.12293)ですが、2 段階離れたゲージ (たとえば、 A、B、およびC ) の場合、 CとAの比率は約 1.12293 ² ≈ 1.26098 です。同様に、 n段階離れたゲージの場合、最初のゲージと最後のゲージの比率は約 1.12293 ⁿです。 ${\displaystyle {\sqrt[{39}]{92}}}$

AWG ワイヤの直径は次の式に従って決定されます。

d n = 0.005 インチ × 92 ( 36 − n ) / 39 = 0.127 m m × 92 ( 36 − n ) / 39 {\displaystyle d_{n}=0.005~\mathrm {インチ} \times 92^{(36-n)/39}=0.127~\mathrm {mm} \times 92^{(36-n)/39}}

(ここで、nは 36 から 0 までのゲージの AWG サイズで、00 の場合はn = −1、000の場合はn = −2、0000の場合はn = −3です。ルールについては以下を参照してください。)

または同等:

${\displaystyle d_{n}=e^{-1.12436-0.11594n}\ \mathrm {inch} =e^{2.1104-0.11594n}\ \mathrm {mm} }$

ゲージは直径から ^{[2]を使って計算できる。}

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

そして断面積は

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

標準規格ASTM B258-02 (2008)「電気導体として使用されるソリッドラウンドワイヤのAWGサイズの標準公称直径と断面積の標準仕様」では、連続するサイズ間の比率が92の39乗根、つまり約1.1229322と定義されています。^[3] ASTM B258-02ではまた、ワイヤ径は4桁以内の有効数字で表し、44 AWGより太いワイヤの場合は0.0001インチ(0.1ミル)以下の分解能、45 AWG以下のワイヤの場合は0.00001インチ(0.01ミル)以下の分解能とする必要があると規定されています。

複数のゼロを持つサイズは、0 AWGよりも太くなり、「ゼロの数/0」で表すことができます。例えば、0000 AWGの場合は4/0 AWGです。m /0 AWGワイヤの場合は、上記の式でn = −( m − 1) = 1 − mを使用します。例えば、0000 AWGまたは4/0 AWGの場合は、n = −3を使用します。

経験則

の6乗は2に非常に近いので^[4]、次のような経験則が導かれます。 ${\displaystyle {\sqrt[{39}]{92}}}$

• 電線の断面積が2倍になると、AWGは3倍になります。例えば、14AWGの電線2本は、11AWGの電線1本とほぼ同じ断面積を持ちます。これにより、電気伝導率は2倍になります。
• 単線（丸線）の直径が2倍になると、AWGは6減少します。例えば、直径1mmの線は約18 AWG、直径2mmの線は約12 AWG、直径4mmの線は約6 AWGです。これにより、断面積と導電率は4倍になります。
• ゲージ番号が 10 減少すると、たとえば 24 AWG から 14 AWG に減少すると、面積、重量、伝導率は約 10 倍になります。

都合の良い偶然の一致により、抵抗については次のような経験則が生まれます。

• 銅線の抵抗はおよそ⁠1Ω/1000フィート⁠ 10 AWGの場合、⁠10Ω/1000フィート20 AWGの場合、100Ω/1000フィート⁠ 30 AWGの場合など。^{[5] : 27}任意のゲージnの場合、約10 ^{n /10}  Ω/10,000 フィート​​
• アルミ線の導電率は銅の約 61%なので、面積が 62.9% の 2 サイズ小さい銅線とほぼ同じ抵抗になります。

AWGワイヤサイズの表

以下の表には、プラスチック絶縁体の銅導体を基準とした、各種電線ゲージの抵抗と許容電流（電流容量）を含む各種データが記載されています。表の直径情報は単線に適用されます。撚線は、等価銅線断面積を計算することで算出されます。溶断電流（溶融電線）は、周囲温度 25 °C（77 °F）を基準に推定されます。以下の表では、 DCまたは60 Hz 以下のAC周波数を想定しており、表皮効果は考慮されていません。「単位長さあたりの電線巻数」は導体直径の逆数です。したがって、これは絶縁されていない電線を基準として、らせん状に巻かれた電線（ソレノイドを参照）の上限となります。

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

1. 周囲温度30℃の密閉電線の場合、^[7]所定の絶縁材料の温度定格で、または機器内の16AWG以下の単一の束ねられていない電線の場合。^[8]
2. または、同等のΩ /km
3. または、同等のΩ/kft
4. 定義上その通り

北米の電気業界では、4/0 AWG より太い導体は、一般的に千サーキュラーミル（kcmil）単位の面積で識別されます。1 kcmil = 0.5067 mm ²です。4/0 より太い次のサイズの電線は、断面積が250 kcmilです。1サーキュラーミルは、直径1ミルの電線の面積です。100万サーキュラーミルは、直径1,000ミル（1インチ）の円の面積です。1000サーキュラーミルの古い略語はMCMです。

撚線AWGサイズ

AWGは撚線にも用いられます。撚線のAWGは、個々の撚線の断面積の合計を表します。撚線間の隙間は考慮されません。円形の撚線で作られた場合、これらの隙間は線面積の約25%を占めるため、同じゲージの単線よりも全体の束径が約13%大きくなります。

撚線は、全体のAWGサイズ、撚り数、そして撚り線のAWGサイズの3つの数字で指定されます。撚り数と撚り線のAWGはスラッシュで区切られます。例えば、22 AWG 7/30撚線は、30 AWGの撚り線を7本束ねた22 AWGの撚線です。

上記の「公式と経験則」のセクションで示したように、AWGの違いは直径または面積の比率に直接反映されます。この特性を利用して、撚り線束の直径と撚り数を測定することで、AWGを簡単に求めることができます。（これは、同一サイズの円形撚り線束にのみ適用されます。）撚り数が等しい7本撚り線のAWGを求めるには、撚り線のAWGから8.4を引きます。同様に、19本撚り線の場合は12.7を、37本撚り線の場合は15.6を引きます。

ストランド径の測定は、束線径や充填率の測定よりも簡単で正確です。このような測定は、ワイヤゲージの合否判定ツール、ノギス、マイクロメータなどを用いて行うことができます。

電気配電における命名法と略語

電気業界では、ワイヤのサイズを AWG として指定するために、別の方法が一般的に使用されています。

• 4 AWG（適正）
  • #4 (番号記号は「number」の略語として使用されます)
  • № 4（numero記号は「数字」の略語として使用されます）
  • 4番（numeroの近似値は「number」の略語として使用されます）
  • 4AWG
  • 4ゲージ（ゲージの略称）
• 000 AWG（太いサイズに適しています）
  • 3/0（太いサイズによく使われる）「スリーオー」または「トリプルオー」と発音します
  • 3/0 AWG
  • #000

発音

AWGは口語的にゲージと呼ばれ、太い電線サイズのゼロはaught / ˈ ɔː t /と表記されます。1 AWGの電線は「ワンゲージ」または「No. 1」電線と呼ばれます。同様に、細い電線は「x ゲージ」または「No.  x電線」と発音されます。ここで、 xはAWGの正の整数です。No. 1電線よりも太いAWG電線サイズは、ゼロの数で表されます。

• 0番線は1/0と表記されることが多く、「ワンオー」または「シングルオー」線とも呼ばれる。
• No. 00、2/0と表記されることが多く、「ツーオー」または「ダブルオー」ワイヤと呼ばれる
• No. 000、3/0と表記されることが多く、「three-aught」または「triple-aught」ワイヤと呼ばれる

等々。

参照

• IEC 60228、電線サイズの国際規格
• フランスのゲージ
• ブラウン＆シャープ
• サーキュラー ミル、4/0 より太いワイヤ用の北米電気業界標準。
• 標準ワイヤゲージ(SWG) の番号体系は AWG と似ていますが、互換性はありません。
• バーミンガムワイヤゲージ
• スタブ鉄線ゲージ
• ジュエリーワイヤー
• ボディジュエリーのサイズは、素材が金属でない場合でも、特に細いサイズではAWGが一般的に使用されます。^[16]
• 電気配線
• ニュージーランドの方言で使われる用語「ナンバー8ワイヤー」

参考文献

1. 「ASTM B258-14 電気導体として使用されるAWGサイズのソリッドラウンドワイヤの標準公称直径および断面積に関する標準仕様」ペンシルベニア州ウェスト・コンショホッケン：ASTMインターナショナル。2014年7月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年3月22日閲覧。
2. 92 を底とする対数は、常用対数や自然対数など他の任意の対数を使用して、log 92 x = ₍ log x ) /(log 92) として計算できます。
3. ASTM規格B258-02、4ページ
4. 結果は 2.0050315...、つまり 2 より 0.25 パーセント大きいです。
5. 銅線表（技術報告書）. 米国商務省規格局通達第31号（第3版）. 1914年10月1日.
6. 68 °F (20 °C) における単線銅線の数値。(NECコードブック 2014 Ch. 9、表 8 には準拠していません) 100% IACS 導電率 58.0 M S /m に基づいて計算された数値は、複数の情報源と一致しています。
   • マーク・ルンド「アメリカ電線ゲージ表とAWG電流負荷制限」Powerstream.com . 2008年5月2日閲覧。（ただし、ft/mの変換は若干間違っているようです）
   • Belden Master Catalog、2006 ですが、そこからのゲージ 35 および 37 ～ 40 のデータは明らかに間違っているようです。
   高純度無酸素銅は最大 101.5% IACS の導電率を達成できます。たとえば、Kanthal 導電性合金のデータシートには、この表よりもわずかに低い抵抗が記載されています。
7. NFPA 70 2014年版 National Electrical Code（米国電気規格）は、Wayback Machineで2008年10月15日にアーカイブされています。表310.15(B)(16)（旧表310.16）70～161ページ、「定格電圧0～2000ボルト、温度60℃～90℃の絶縁導体の許容電流容量。レースウェイ、ケーブル、またはアース（直接埋設）内の通電導体は3本まで（周囲温度30℃に基づく）。」NFPA 70からの抜粋はNFPAの完全な見解を反映したものではなく、元の完全な規格を参照する必要があります。特に、最大許容過電流保護装置によって下限値が設定されている場合があります。
8. 「表11：電子機器およびシャーシ配線の推奨電流定格（連続使用時）」『技術者向け参考データ：無線、電子機器、コンピュータ、通信』（第7版）  pp.49-16。
9. Beaty, H. Wayne; Fink, Donald G. 編 (2007) 『電気技術者のための標準ハンドブック（第15版）』 McGraw Hill、pp.  4– 25、ISBN 978-404-25311-1 の式を使用して計算 978-0-07-144146-9
10. Brooks, Douglas G. (1998年12月)、「Fusing Current: When Traces Melt Without a Trace」(PDF)、Printed Circuit Design、15 (12): 53、 2016年3月27日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ、 2016年8月1日取得
11. ( 1883)、「電流の加熱効果について」、王立協会紀要(36): 464–471
12. Preece, WH (1887)、「電流の加熱効果について」、王立協会紀要、II (43): 280– 295
13. Preece, WH (1888)、「電流の加熱効果について」、王立協会紀要、III (44): 109– 111
14. Brooks, Douglas G.; Adam, Johannes (2015年6月29日)、「PreeceとOnderdonkとは誰だったのか?」、Printed Circuit Design and Fab
15. Stauffacher, ER (1928年6月)、「銅線の短時間電流容量」(PDF)、General Electric Review、31 (6)
16. SteelNavel.com ボディピアスジュエリーサイズリファレンス — ジュエリーの種類によって異なるサイズの測定方法を示しています

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