Kalkulator žičanog mjerila - Alat za AWG veličinu

Kalkulator presjeka električne žice

Kalkulator presjeka električne žice preporučuje sigurnu veličinu žice, izraženu u AWG-u (American Wire Gauge), za kućni električni strujni krug. Upotrebljava tri ulazna podatka — opterećenje u amperima ili vatima, duljinu jednosmjerne trase žice u stopama i napon sustava — kako bi odabrao najtanju žicu koja može provoditi struju bez pregrijavanja i prevelikog pada napona duž trase.

Žica koja je pretanka za svoje opterećenje može se pregrijati, rastaliti izolaciju ili izazvati požar. Žica koja je pretanka za dugu trasu može uzrokovati i velik pad napona, zbog čega svjetla slabije svijetle, a motori rade pregrijano. Ovaj alat istodobno provjerava oba problema i vraća najmanji presjek koji zadovoljava oba testa.

Kako se upotrebljava ovaj kalkulator presjeka žice

1. Odaberite vrstu projekta (neobavezno). Unaprijed postavljene vrijednosti za pumpu vrtnog jezerca, ožičenje šupe, strujni krug male kuće ili radionicu popunjavaju uobičajene vrijednosti.
2. Unesite opterećenje. Izravno upišite ampere ili prijeđite na vate pa će kalkulator podijeliti vrijednost s naponom kako bi dobio ampere.
3. Unesite jednosmjernu udaljenost od razvodne ploče s osiguračima do uređaja, u stopama. To je duljina trase u jednom smjeru, a ne odlazna i povratna duljina zajedno. Kalkulator je interno udvostručuje kako bi uračunao odlazni i povratni vodič.
4. Odaberite 120 V ili 240 V, dva standardna napona u stambenim instalacijama.
5. Označite „neprekidno opterećenje” ako će strujni krug raditi 3 sata ili dulje bez prekida, primjerice za punjač električnog vozila ili grijalicu prostora. Pravilo NEC-a 210,19(A)(1) zahtijeva da žica bude dimenzionirana za 125 % takvog opterećenja.
6. Pročitajte rezultat. Prikazuju se preporučena oznaka presjeka, najveća struja za tu oznaku, postotak pada napona i sigurnosna oznaka: sigurno, oprez ili nesigurno.

Kako izračunati presjek žice

Kalkulator provodi dvije provjere za svaku oznaku presjeka, počevši od 14 AWG i prelazeći na deblju žicu dok obje provjere ne budu zadovoljene.

1. Pretvaranje vata u ampere

Ako je opterećenje zadano u vatima, najprije se pretvara u ampere:

$I = \frac{P}{V}$

gdje je I struja u amperima, P snaga u vatima, a V napon sustava. Pumpa snage 200 W na strujnom krugu od 120 V troši 200 ÷ 120 = 1,67 A.

2. Dodavanje rezerve za neprekidno opterećenje

Za neprekidno opterećenje potrebna se struja prije provjere dopuštene strujne opteretivosti množi s 1,25 (pri provjeri pada napona i dalje se upotrebljava stvarna struja):

$I_{required} = I \times 1.25$

3. Provjera dopuštene strujne opteretivosti

Dopuštena jakost struje najveća je struja koju vodič određenog presjeka može provoditi. Kalkulator upotrebljava navedene vrijednosti, odnosno stupac 60 °C tablice NEC-a 310,16 za neprevučene bakrene vodiče. To je stupac koji se primjenjuje na kabele NM-B („Romex”) i UF — vrste koje se upotrebljavaju u unaprijed postavljenim vrijednostima kalkulatora — iako su pojedinačni vodiči unutar tih kabela nazivno za 90 °C. Deblji kabel u metalnoj cijevi sa završecima nazivno za 75 °C može prema propisima provoditi veću struju kod nekih od tih oznaka presjeka, ali ovaj kalkulator ne pretpostavlja takvu izvedbu.

Oznaka presjeka prolazi ovaj korak ako je njezina nazivna struja jednaka ili veća od potrebne struje iz koraka 2.

4. Provjera pada napona

Čak i vodič s dovoljnom dopuštenom strujnom opteretivošću može na dugoj trasi izgubiti previše napona. Kalkulator upotrebljava prethodno navedene vrijednosti otpora:

$V_{drop} = \frac{2 \times R \times I \times L}{1000}$

$V_{drop\%} = \frac{V_{drop}}{V_{source}} \times 100$

Ovdje je R otpor žice u omima po 1000 stopa (300 m), I stvarna struja u amperima (ne vrijednost prilagođena neprekidnom opterećenju), L jednosmjerna udaljenost u stopama, a 2 uzima u obzir prolazak struje odlaznim i povratnim vodičem.

Kalkulator rezultat označava ovako:

• Sigurno — pad napona manji od 3 %
• Oprez — pad napona od 3 % do 5 %
• Odbijeno — pad napona veći od 5 %; kalkulator umjesto toga prelazi na sljedeću veću oznaku presjeka

Ako nijedna oznaka presjeka do 2 AWG ne zadovoljava obje provjere, kalkulator vraća „2 AWG ili veće” s oznakom „nesigurno” i preporučuje ovlaštenog električara.

Primjer izračuna

Razmotrimo opterećenje od 15 A na jednosmjernoj trasi duljine 100 stopa pri naponu 120 V, koje nije neprekidno (unaprijed postavljena vrijednost za ožičenje šupe).

Isprobajte 14 AWG. Njegova dopuštena strujna opteretivost iznosi 15 A, što je upravo dovoljno za opterećenje od 15 A. Njegov pad napona iznosi:

$V_{drop} = \frac{2 \times 3.07 \times 15 \times 100}{1000} = 9.21\text{ V}$

$V_{drop\%} = \frac{9.21}{120} \times 100 = 7.68\%$

To je iznad granice od 5 %, pa se 14 AWG odbija iako je prošao provjeru dopuštene strujne opteretivosti.

Isprobajte 12 AWG. Njegova dopuštena strujna opteretivost iznosi 20 A, što pokriva opterećenje od 15 A. Njegov pad napona iznosi:

$V_{drop} = \frac{2 \times 1.93 \times 15 \times 100}{1000} = 5.79\text{ V}$

$V_{drop\%} = \frac{5.79}{120} \times 100 = 4.83\%$

To je ispod granice od 5 %, pa se 12 AWG prihvaća. Budući da je 4,83 % iznad 3 %, rezultat se označava kao „oprez”, a ne „sigurno”. Kalkulator za ovu trasu preporučuje žicu 12 AWG s oznakom opreza.

Uobičajene vrste projekata

• Pumpa vrtnog jezerca: obično nekoliko stotina vata, često udaljena 50–200 stopa od kuće, na vanjskom strujnom krugu 120 V zaštićenom GFCI zaštitnom sklopkom.
• Ožičenje šupe: strujni krugovi od 15–20 A, obično udaljeni 50–150 stopa od glavne razvodne ploče.
• Strujni krugovi male kuće: kombinacija strujnih krugova 120 V i 240 V s kratkim unutarnjim trasama.
• Električni alati u radionici: strujni krugovi od 20 A ili jači, često 240 V za tešku opremu, s trasama duljine 20–100 stopa.

Sigurnosne napomene

Ovlašteni električar trebao bi izvoditi radove na servisnoj ploči, sve radove za koje je potrebna dozvola i svaku instalaciju koju korisnik ne može sigurno izvesti. Presjek žice uvijek mora odgovarati nazivnoj vrijednosti prekidača strujnog kruga, a prije početka projekta treba provjeriti lokalne elektrotehničke propise. Ovaj kalkulator služi kao pomoć pri planiranju, a ne kao zamjena za provjeru usklađenosti s propisima.

Često postavljana pitanja

Koji mi je presjek žice potreban za 20 A?

Bakrena žica 12 AWG najmanji je presjek za strujni krug od 20 A; njezina dopuštena strujna opteretivost iznosi točno 20 A. Na trasi od 120 V pad napona ostaje ispod 3 % (sigurno) do približno 47 stopa, a ispod 5 % do približno 78 stopa. Nakon približno 78 stopa (23,8 m) ovaj kalkulator preporuku mijenja na 10 AWG.

Koliko daleko mogu provesti žicu 12 AWG pri 20 A?

Pri 20 A i 120 V, 12 AWG ostaje u području „sigurnog” pada napona (ispod 3 %) na približno 47 stopa (14,3 m). Između približno 47 i 78 stopa (23,8 m) još se može upotrebljavati, ali označena je kao „oprez” (pad od 3–5%). Nakon približno 78 stopa (23,8 m) pad prelazi 5 %, pa kalkulator umjesto nje preporučuje 10 AWG.

Što znači AWG?

AWG znači American Wire Gauge, standardni sustav za promjer žice koji se upotrebljava u Sjevernoj Americi. Manji broj AWG-a znači deblju žicu: 10 AWG deblja je od 14 AWG i može provoditi veću struju.

Koja je razlika između žica 12 AWG i 14 AWG?

12 AWG deblja je i nazivno predviđena za do 20 A. 14 AWG tanja je i nazivno predviđena za do 15 A. 12 AWG standardna je za strujne krugove utičnica u kuhinjama i kupaonicama te druge strujne krugove od 20 A; 14 AWG standardna je za rasvjetne krugove i strujne krugove utičnica od 15 A.

Što se događa ako upotrijebim žicu koja je pretanka za opterećenje?

Žica premalog presjeka može se pregrijati, rastaliti izolaciju i stvoriti opasnost od požara. Može uzrokovati i prevelik pad napona, zbog čega svjetla slabije svijetle, motori se mogu oštetiti, a može uzrokovati i opetovano isklapanje prekidača strujnog kruga. Usto ne prolazi pregled prema većini elektrotehničkih propisa.

Je li žica 10 AWG prikladna za 30 A?

Da. Bakrena žica 10 AWG nazivno je predviđena za 30 A u stupcu 60 °C koji se upotrebljava za kabele NM-B i UF te je standardna oznaka presjeka za mnoge strujne krugove od 30 A, primjerice električne grijače vode i prozorske klima-uređaje. Prekidač strujnog kruga i dalje mora odgovarati presjeku žice, a kod dugih trasa treba provjeriti pad napona.

O ovim brojkama

Ovaj kalkulator upotrebljava stupac dopuštene strujne opteretivosti 60 °C tablice NEC-a 310,16 i vrijednosti otpora iz poglavlja 9, tablice 8 NEC-a za neprevučene bakrene vodiče, s pragom opreza od 3 % i pragom odbijanja od 5 % za pad napona u ograncima strujnog kruga. Lokalni se propisi mogu razlikovati od Nacionalnog elektrotehničkog kodeksa, a samo ovlašteni električar ili lokalni inspektor može potvrditi što zahtijeva određena instalacija.