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Valore AWG

AWG (American Wire Gauge) – è un sistema standardizzato americano per la misura dei diametri o delle aree delle sezioni trasversali dei fili.

 

AWG è espresso come numero intero (ad esempio 1, 2 o 15) cui corrisponde una dimensione specifica (in mm, pollici, mm2 o kcmil). In questo sistema, all'aumentare del numero misurato corrisponde la dimensione del filo progressivamente più piccola.
Esempio: 1 AWG = 42.40 mm2, mentre 28 AWG = 0.32 mm2.

 

Fig. 1. Rapporto approssimativo (in una scala appropriata) dei diversi calibri dei fili nel sistema AWG

 

Il sistema AWG è stato sviluppato nella prima metà del XIX secolo. La sua versione definitiva è stata data nel 1957 da Joseph Rogers Brown per Brown & Sharpe - un produttore di strumenti di misura. AWG è anche noto come Brown and Sharpe wire gauge (B&S).

L'ordine inverso dell'AWG è dovuto al processo di produzione del filo utilizzato nel momento in cui il sistema è stato sviluppato. Originariamente AWG corrispondeva al numero di operazioni di trafilazione utilizzate per produrre un determinato diametro del filo. Una vergella con un'area della sezione trasversale di 160 kcmil richiedeva 20 passaggi attraverso le trafile sempre più piccole per raggiungere la dimensione desiderata - un filo con un'area della sezione trasversale di 1,02 kcmil (20 AWG). Le sezioni sotto uno (0 [1/0], 00 [2/0], 000 [3/0] e 0000 [4/0]) sono state introdotte in una data successiva, e i fili con le dimensioni corrispondenti si fabbricavano in vergella, compatto o barra di colata con area della sezione trasversale superiore a 106 kcmil.

 

Fig. 2. Variazioni del numero AWG di 1 dopo il passaggio del filo attraverso ogni trafila: (a) - filo iniziale, (b) a (d) - fili del calibro AWG successivo. Esempio: (a) = 6 AWG → (e) = 10 AWG

 

Nel sistema di misura AWG ci sono 44 calibri: dal numero 0000 [4/0], corrispondente al diametro del filo più grande, al numero 40 corrispondente al diametro del filo più piccolo. Con l’aumento del calibro diminuisce l'area della sezione trasversale di circa 20,5% (e il diametro di circa 10,25%). Questo è dovuto al fatto che le trafile utilizzate da Brown & Sharpe consentivano di ridurre il diametro del filo esattamente del 10,25%.

Da quanto sopra conseguono le seguenti relazioni:
– l'area della sezione trasversale è raddoppiata quando il numero AWG diminuisce di 3, ad esempio 2 fili con il numero AWG 12 hanno la stessa area della sezione trasversale di un singolo filo 9 AWG;
– il diametro di un filo è raddoppiato quando il calibro diminuisce di 6, ad esempio il filo 9 AWG è circa il doppio del diametro del filo 15 AWG;
– il diametro di un filo è triplicato quando il calibro diminuisce di 10;
– il diametro di un filo è aumentato di cinque volte quando il numero AWG diminuisce di 14;
– il diametro di un filo è aumentato di dieci volte quando il numero AWG diminuisce di 20.

Le proprietà fisiche dei materiali di fabbricazione dei fili impongono anche alcune regole. Il filo di alluminio ha una conduttività di circa 61% di quella del rame. I fili di alluminio hanno la stessa resistenza di un filo di rame con il numero AWG più piccolo di 2.

 

Il diametro preciso del filo (in mm) per un numero AWG specifico può essere calcolato con le seguenti formule:

 

e

 

o in pollici:

 

e

 

dove:
d – diametro,
n – numero AWG.

 

La tabella n. 1 riporta le dimensioni e le proprietà fisiche di base dei vari calibri del filo.

 

Tab. 1. American Wire Gauge (AWG) – dimensioni, resistenze, portata massima di corrente (per la corrente continua) e frequenza massima alla quale non si verifica l'effetto pelle (per la corrente alternata). Tutti i parametri sono indicati per un filo di rame a 25°C.

 

AWG Diametro Area della sezione trasversale Resistenza Portata massima di corrente come: Frequenza massima per la profondità di pelle = 100% dell'area
mm pollice mm² kcmil Ω/km Ω/kft terra [A] alimentazione [A]
0000
[4/0]
11.684 0.4600 107 212 0.1608 0.04901 380 302 125 Hz
000
[3/0]
10.404 0.4096 85 168 0.2028 0.06180 328 239 160 Hz
00
[2/0]
9.266 0.3648 67.4 133 0.2557 0.07793 283 190 200 Hz
0
[1/0]
8.252 0.3249 53.5 106 0.3224 0.09827 245 150 250 Hz
1 7.348 0.2893 42.4 83.7 0.4066 0.1239 211 119 325 Hz
2 6.544 0.2576 33.6 66.4 0.5127 0.1563 181 94 410 Hz
3 5.827 0.2294 26.7 52.6 0.6465 0.1970 158 75 500 Hz
4 5.189 0.2043 21.2 41.7 0.8152 0.2485 135 60 650 Hz
5 4.621 0.1819 16.8 33.1 1.028 0.3133 118 47 810 Hz
6 4.115 0.1620 13.3 26.3 1.296 0.3951 101 37 1100 Hz
7 3.665 0.1443 10.5 20.8 1.634 0.4982 89 30 1300 Hz
8 3.264 0.1285 8.37 16.5 2.061 0.6282 73 24 1650 Hz
9 2.906 0.1144 6.63 13.1 2.599 0.7921 64 19 2050 Hz
10 2.588 0.1019 5.26 10.4 3.277 0.9989 55 15 2600 Hz
11 2.305 0.0907 4.17 8.23 4.132 1.260 47 12 3200 Hz
12 2.053 0.0808 3.31 6.53 5.211 1.588 41 9.3 4150 Hz
13 1.828 0.0720 2.62 5.18 6.571 2.003 35 7.4 5300 Hz
14 1.628 0.0641 2.08 4.11 8.286 2.525 32 5.9 6700 Hz
15 1.450 0.0571 1.65 3.26 10.45 3.184 28 4.7 8250 Hz
16 1.291 0.0508 1.31 2.58 13.17 4.016 22 3.7 11 kHz
17 1.150 0.0453 1.04 2.05 16.61 5.064 19 2.9 13 kHz
18 1.024 0.0403 0.823 1.62 20.95 6.385 16 2.3 17 kHz
19 0.912 0.0359 0.653 1.29 26.42 8.051 14 1.8 21 kHz
20 0.812 0.0320 0.518 1.02 33.31 10.15 11 1.5 27 kHz
21 0.723 0.0285 0.410 0.810 42.00 12.80 9 1.2 33 kHz
22 0.643 0.0253 0.326 0.642 52.96 16.14 7 0.92 42 kHz
23 0.573 0.0226 0.258 0.509 66.79 20.36 4.7 0.73 53 kHz
24 0.511 0.0201 0.205 0.404 84.22 25.67 3.5 0.58 68 kHz
25 0.455 0.0179 0.162 0.320 106.2 32.37 2.7 0.46 85 kHz
26 0.405 0.0159 0.129 0.254 133.9 40.81 2.2 0.36 107 kHz
27 0.361 0.0142 0.102 0.202 168.9 51.47 1.7 0.29 130 kHz
28 0.321 0.0126 0.0810 0.160 212.9 64.9 1.4 0.23 170 kHz
29 0.286 0.0113 0.0642 0.127 268.5 81.84 1.2 0.18 210 kHz
30 0.255 0.0100 0.0509 0.101 338.6 103.2 0.86 0.14 270 kHz
31 0.227 0.00893 0.0404 0.0797 426.9 130.1 0.70 0.11 340 kHz
32 0.202 0.00795 0.0320 0.0632 538.3 164.1 0.53 0.09 430 kHz
33 0.180 0.00708 0.0254 0.0501 678.8 206.9 0.43 0.07 540 kHz
34 0.160 0.00630 0.0201 0.0398 856.0 260.9 0.33 0.06 690 kHz
35 0.143 0.00561 0.0160 0.0315 1079 329.0 0.27 0.04 870 kHz
36 0.127 0.00500 0.0127 0.0250 1361 414.8 0.21 0.04 1100 kHz
37 0.113 0.00445 0.0100 0.0198 1716 523.1 0.17 0.03 1350 kHz
38 0.101 0.00397 0.00797 0.0157 2164 659.6 0.13 0.02 1750 kHz
39 0.0897 0.00353 0.00632 0.0125 2729 831.8 0.11 0.02 2250 kHz
40 0.0799 0.00314 0.00501 0.00989 3441 1049 0.09 0.01 2900 kHz

I diametri dei cavi solidi e cavi intrecciati dello stesso numero AWG sono diversi poiché il diametro/l’area della sezione trasversale determina il numero AWG del filo. La sezione trasversale/il diametro di un cavo intrecciato include i singoli fili e spazi tra i fili. Gli spazi vuoti dipendono dalla disposizione dei fili all'interno di un cavo intrecciato rotondo. Il numero AWG di un cavo intrecciato rappresenta la somma delle aree della sezione trasversale dei singoli fili, e non l'area della sezione trasversale del cavo intrecciato nel suo complesso.

La tabella n. 2 mostra i parametri di un cavo solido e cavo intrecciato. Sono confrontati la struttura, il diametro esterno e l'area della sezione trasversale (compresi gli spazi tra i fili, escluso l'isolamento) e la resistenza del filo (in Ω/km).

 

Tab. 2. Confronto dei parametri di base dei cavi solidi e cavi intrecciati (n - numero di fili di un cavo)

 

AWG Struttura del cavo Diametro Area della sezione trasversale Resistenza
n/AWG n x mm mm mm² Ω/km
0000
[4/0]
Singolo filo 11.684 107 0.16
259/21 259 x 0.724 13.259 106.63 0.16
427/23 427 x 0.574 13.259 110.49 0.15
000
[3/0]
Singolo filo 10.405 85.0 0.20
259/22 259 x 0.643 11.786 84.40 0.20
427/24 427 x 0.511 11.786 87.57 0.19
00
[2/0]
Singolo filo 9.266 67.4 0.25
133/20 133 x 0.813 10.516 69.04 0.25
259/23 259 x 0.574 10.516 67.02 0.25
0
[1/0]
Singolo filo 8.251 53.5 0.32
133/21 133 x 0.724 9.347 54.75 0.31
259/24 259 x 0.511 9.347 53.12 0.32
1 Singolo filo 7.348 42.4 0.40
133/22 133 x 0.643 8.331 43.19 0.40
259/25 259 x 0.045 8.331 42.11 0.41
817/30 817 x 0.254 8.331 41.40 0.42
2109/36 2109 x 0.160 8.331 42.40 0.41
2 Singolo filo 6.544 33.60 0.51
133/23 133 x 0.574 7.417 34.42 0.50
259/26 259 x 0.404 7.417 33.20 0.52
665/30 665 x 0.256 7.417 33.70 0.52
2646/36 2646 x 0.127 7.417 33.52 0.52
4 Singolo filo 5.189 21.20 0.82
133/225 133 x 0.455 5.898 21.63 0.80
259/27 259 x 0.363 5.898 26.80 0.66
1666/36 1666 x 0.127 5.898 21.10 0.82
6 Singolo filo 4.115 13.30 1.29
133/27 133 x 0.363 4.674 13.76 1.50
259/30 259 x 0.254 4.674 13.12 1.30
1050/36 1050 x 0.127 4.674 13.32 1.30
8 Singolo filo 3.264 8.37 2.06
49/25 49 x 0.455 3.734 7.96 2.20
133/29 133 x 0.287 3.734 8.60 2.00
655/36 655 x 0.127 3.734 8.30 2.00
10 Singolo filo 2.588 5.26 3.27
37/26 37 x 0.404 2.921 4.74 3.60
49/27 49 x 0.363 2.946 5.07 3.60
105/30 105 x 0.254 2.946 5.32 3.20
12 Singolo filo 2.053 3.21 5.21
7/20 7 x 0.813 2.438 3.63 4.80
19/25 19 x 0.455 2.369 3.09 5.60
65/30 65 x 0.254 2.413 3.29 5.70
165/34 165 x 0.160 2.413 3.32 5.20
14 Singolo filo 1.628 2.08 8.28
7/22 7 x 0.643 1.854 2.238 7.60
19/27 19 x 0.361 1.854 1.945 8.90
41/30 41 x 0.254 1.854 2.078 8.30
105/34 105 x 0.160 1.854 2.111 8.20
16 Singolo filo 1.291 1.310 13.2
7/24 7 x 0.511 1.524 1.440 12.0
19/29 19 x 0.287 1.473 1.229 14.0
26/30 26 x 0.254 1.499 1.317 13.1
65/34 65 x 0.160 1.499 1.310 13.2
105/36 105 x 0.127 1.499 1.330 13.1
18 Singolo filo 1.024 0.823 21.0
7/26 7 x 0.404 1.219 0.897 19.2
16/30 16 x 0.254 1.194 0.811 21.3
19/30 19 x 0.254 1.245 0.963 17.9
41/34 41 x 0.160 1.194 0.824 20.9
65/36 65 x 0.127 1.194 0.823 21.0
20 Singolo filo 0.812 0.518 33.3
7/28 7 x 0.320 0.865 0.562 33.8
10/30 10 x 0.254 0.889 0.507 33.9
19/32 19 x 0.203 0.940 0.615 28.3
26/34 26 x 0.160 0.914 0.523 33.0
41/36 41 x 0.127 0.914 0.520 32.9
22 Singolo filo 0.644 0.326 53.0
7/30 7 x 0.254 0.762 0.355 48.4
19/34 19 x 0.160 0.787 0.382 45.1
26/36 26 x 0.127 0.762 0.330 52.3
24 Singolo filo 0.511 0.205 84.2
7/32 7 x 0.203 0.610 0.227 76.4
10/34 10 x 0.160 0.582 0.201 85.6
19/36 19 x 0.127 0.610 0.241 69.2
41/40 41 x 0.078 0.582 0.196 84.0
26 Singolo filo 0.405 0.129 133.9
7/34 7 x 0.160 0.483 0.141 122.0
19/38 19 x 0.102 0.508 0.155 113.0
10/36 10 x 0.127 0.533 0.127 137.0
28 Singolo filo 0.321 0.081 212.9
7/36 7 x 0.127 0.381 0.087 213.0
19/40 19 x 0.078 0.406 0.091 186.0
30 Singolo filo 0.255 0.050 338.6
7/38 7 x 0.102 0.305 0.057 339.0
19/42 19 x 0.064 0.305 0.061 286.7
32 Singolo filo 0.202 0.032 538.3
7/40 7 x 0.078 0.203 0.034 538.0
19/44 19 x 0.050 0.229 0.037 448.0
34 Singolo filo 0.160 0.020 856.0
7/42 7 x 0.064 0.192 0.022 777.0
36 Singolo filo 0.127 0.013 1362.0
7/44 7 x 0.050 0.152 0.014 1271.0

La tabella mostra un elenco dei successivi numeri AWG da 4/0 [0000] a 2 e ulteriori calibri pari fino a 36 compreso. I fili con numeri AWG superiori a 36 non sono prodotti come cavi intrecciati, poiché il diametro del filo richiesto dovrebbe essere estremamente ridotto.

 

AWG è stato sviluppato e originariamente utilizzato negli Stati Uniti. Ora è ampiamente utilizzato in tutto il mondo, sostituendo altri sistemi e standard. Storicamente competeva con il sistema britannico Birmingham Wire Gauge (BWG). Tuttavia, dopo piccole modifiche, alla fine del XIX secolo, BWG è stato sostituito da Standard Wire Gauge (SWG), ora ampiamente utilizzato nel Regno Unito. SWG è anche noto come Imperial Wire Gauge o British Standard Gauge. Sebbene gli strumenti di misura SWG sembrino quasi identici agli strumenti di misura AWG, i singoli numeri di questi sistemi corrispondono a diversi calibri del filo.

 

Fig. 3. Confronto degli strumenti di misura per il sistema AWG (a sinistra) e quelli per lo standard SWG (a destra). Numero 14 AWG ≈ 16 SWG

 

Come si può vedere sulla figura 3, il numero 14 AWG è quasi uguale al numero 16 SWG.

La principale differenza tra AWG e SWG è il materiale di fabbricazione del filo sottoposto a misurazione. Il sistema americano è stato sviluppato per misurare fili solidi e intrecciati costituiti da metalli e leghe non ferrose (non magnetiche), principalmente rame, ma anche alluminio o argento. Lo standard britannico è stato sviluppato per standardizzare i calibri dei fili di ferro. Inoltre, il sistema AWG definisce 44 calibri di base, invece lo standard SWG ne prevede 57.

Standard Wire Gauge è stato gradualmente ritirato e sostituito dallo standard BS 6722:1986.

 

AWG è comunemente utilizzato nella produzione di diversi tipi di cavi nei paesi che utilizzano il sistema imperiale di misura. Nei paesi che utilizzano il sistema metrico attualmente viene utilizzato sia BS 6722:1986 che AWG, a seconda dell'applicazione del filo prodotto.

 

Fig. 4. Esempi dei cavi prodotti nel sistema AWG e nello standard BS 6722:1986: (a) HDMI, (b) USB, (c) cavi 5 V e 12 V dall'alimentatore al PC, (d) cavo di alimentazione con connettori IEC-C5

 

Le specifiche tecniche fornite negli standard per le interfacce di trasmissione di dati o alimentazione includono linee guida rigorose per la produzione dei cavi compatibili. Considerando che la maggior parte delle nuove tecnologie è ancora in fase di sviluppo negli Stati Uniti (o in stretta collaborazione con aziende statunitensi), i cavi utilizzati nei dispositivi elettronici sono principalmente realizzati secondo il sistema AWG.

Le reti di computer utilizzano i cavi UTP e FTP in cui il diametro del singolo filo non può essere maggiore di 22 AWG e minore di 24 AWG. Per i segmenti brevi, è possibile utilizzare i cavi patch con il numero del filo 26 AWG.

Per l’interfaccia HDMI – HDMI Working Group (sviluppatore dello standard) si consiglia che i cavi Standard HDMI Cable siano costituiti da fili con il numero 28 AWG, invece i cavi High Speed HDMI Cable da fili 24 AWG. Le linee guida non sono specificate per Premium High Speed HDMI Cable.

In pratica, il numero AWG dipende dalla lunghezza del cavo:
– i cavi lunghi fino a 3 m richiedono il numero 30–28 AWG,
– i cavi lunghi da 3 m a 10 m richiedono il numero 28–26 AWG,
– i cavi lunghi oltre 10 m richiedono il numero 26 AWG o inferiore.

 

Quando si collegano i dispositivi che trasmettono un volume elevato di dati (ad esempio BluRay 3D o schede grafiche ad alte prestazioni) ai ricevitori che utilizzano la risoluzione 4K o superiore, si consiglia di utilizzare i cavi più corti possibili con il numero AWG più basso possibile.

 

Per lo standard USB vengono prodotti due tipi di cavi:
– cavi per la trasmissione di dati tra i dispositivi periferici (fotocamere, dispositivi di archiviazione con alimentazione autonoma, ecc.) e il computer – i cavi di questo tipo hanno tutti i fili dello stesso numero, solitamente 28 AWG;
– cavi di alimentazione del dispositivo collegato – essi hanno un doppio contrassegno AWG (vedi fig. 4b) – separatamente per i fili D- e D+ (28 AWG) e per l’alimentazione e GND – di solito 24 AWG.

 

Secondo le specifiche dello standard, l'alimentazione dalla porta USB deve avere una tensione uguale a 5 V, con una tolleranza di ±5% (0.25 V). I dispositivi alimentati tramite la porta USB (tastiere, dischi portatili, webcam, ecc.) devono continuare a funzionare correttamente con una caduta di tensione tra 0,55 V e 4,45 V (per USB 2.0) o tra 0,6 V e 4,4 V (per USB 3.0).

 

Le seguenti tabelle (tab. 3a–3d) mostrano una caduta di tensione di 5 V a seconda del diametro del filo e della lunghezza del cavo. Le seguenti tabelle mostrano le correnti per i caricabatterie USB più diffusi per i dispositivi mobili e portatili: tab. 3a – telefoni più vecchi, tab. 3b, tab. 3c e tab. 3d – smartphone, tablet, ecc.

 

Tab. 3a. Alimentazione – 500 mA

 

AWG 15 cm 50 cm 1 m 2 m 3 m 5 m
20 0.064 0.076 0.093 0.126 0.159 0.226
22 0.067 0.086 0.112 0.165 0.218 0.324
24 0.072 0.102 0.144 0.228 0.312 0.481
26 0.080 0.126 0.193 0.327 0.461 0.729
28 0.091 0.166 0.272 0.485 0.698 1.124

Tab. 3b. Alimentazione – 1000 mA

 

AWG 15 cm 50 cm 1 m 2 m 3 m 5 m
20 0.129 0.153 0.186 0.253 0.319 0.453
22 0.125 0.172 0.225 0.331 0.437 0.649
24 0.145 0.204 0.288 0.456 0.625 0.962
26 0.160 0.253 0.387 0.655 0.923 1.459
28 0.183 0.332 0.545 0.971 1.397 2.249

Tab. 3c. Alimentazione – 2000 mA

 

AWG 15 cm 50 cm 1 m 2 m 3 m 5 m
20 0.259 0.306 0.373 0.506 0.639 0.906
22 0.271 0.345 0.451 0.663 0.875 1.299
24 0.290 0.408 0.576 0.913 1.250 1.924
26 0.320 0.507 0.775 1.311 1.846 2.918
28 0.367 0.665 1.091 1.943 2.794 4.498

Tab. 3d. Alimentazione – 2400 mA

 

AWG 15 cm 50 cm 1 m 2 m 3 m 5 m
20 0.311 0.367 0.447 0.607 0.767 1.087
22 0.326 0.415 0.542 0.796 1.050 1.559
24 0.348 0.490 0.692 1.096 1.500 2.309
26 0.384 0.609 0.930 1.573 2.216 3.501
28 0.412 0.798 1.309 2.331 3.353 5.397

I colori indicano la caduta della tensione di alimentazione: 

Verde - cadute della tensione di alimentazione fino a 4.75 V
Giallo - da 4.75 V a 4.45 V
Giallo-rosso - da 4.45 V a 4.4 V
Rosso - sotto 4.4 V

I valori sono stati calcolati in base alla legge di Ohm, tenendo conto della resistenza del conduttore in rame e della porta USB (circa 30 mΩ).

Le combinazioni dei calibri AWG e lunghezze dei cavi, che sono conformi alle specifiche dello standard relativo alla tensione di uscita del cavo di alimentazione, sono contrassegnate in verde.

Le combinazioni dei calibri AWG e lunghezze del cavo che consentono di caricare uno smartphone sono contrassegnate in giallo (giallo-rosso per USB 3.0). La tensione scende al di sotto del livello ammissibile definito nelle specifiche USB per i dispositivi di ricarica (ad esempio, caricabatterie) e viene mantenuta entro i limiti richiesti per i dispositivi caricati (ad esempio, tablet).

I cavi che non devono essere utilizzati per caricare i dispositivi USB con un caricabatterie specifico sono contrassegnati in rosso.

 

Si noti, tuttavia, che i cavi con numeri AWG superiori, realizzati con materiali di qualità superiore (rame non drogato e non contaminato) e con connettori migliori genereranno perdite inferiori rispetto a quelli con fili di spessore più elevato e drogati, ad esempio, con alluminio.

 

I cavi elettrici che sono utilizzati in Europa da molti anni sono fabbricati secondo lo standard metrico BS 6722:1986. I cavi con una sezione di 1.5 mm2 e 2.5 mm2, con portata ammissibile di corrente di 10 A e 16 A, sono più comunemente usati nell'industria delle costruzioni. Nei paesi che utilizzano il sistema AWG i cavi con il numero 14 AWG (2.08 mm2) e 12 AWG (3.31 mm2), con una portata massima di corrente uguale a 15 A e 20 A, sono nascosti nella parete.