Kalkylator för elektrisk trådtjocklek - AWG Storlek Verktyg

Kalkylator för dimensionering av elektrisk ledning

En kalkylator för dimensionering av elektriska ledningar rekommenderar en säker ledararea, mätt i AWG (American Wire Gauge), för en elektrisk krets i hemmet. Den använder tre indata — belastningen i ampere eller watt, ledningssträckan i en riktning i fot och systemspänningen — för att välja den minsta ledararea som kan leda strömmen utan överhettning och utan för stort spänningsfall på vägen.

En ledning som är för tunn för belastningen kan överhettas, smälta isoleringen eller orsaka brand. En ledning som är för tunn för en lång sträcka kan också ge ett stort spänningsfall, vilket gör att lampor lyser svagare och motorer blir överhettade. Verktyget kontrollerar båda problemen samtidigt och returnerar den minsta dimension som klarar båda testerna.

Så använder du kalkylatorn för ledningsdimensionering

1. Välj projekttyp (valfritt). Förinställningar för en pump i en trädgårdsdamm, ledningsdragning till ett uthus, en krets i ett attefallshus eller en verkstad fyller i typiska värden.
2. Ange belastningen. Skriv in ampere direkt eller växla till watt, så dividerar kalkylatorn med spänningen för att beräkna ampere.
3. Ange avståndet i en riktning från elcentralens säkringspanel till apparaten, i fot. Detta är ledningssträckans längd i en riktning, inte fram och tillbaka. Kalkylatorn fördubblar värdet internt för att ta hänsyn till både fram- och returledaren.
4. Välj 120 V eller 240 V, de två standardspänningarna i bostäder.
5. Markera ”kontinuerlig belastning” om kretsen ska vara i drift i 3 timmar eller mer utan avbrott, till exempel för en laddare till elfordon eller ett värmeelement. NEC-regel 210,19(A)(1) kräver att ledningen är dimensionerad för 125 % av en sådan belastning.
6. Läs av resultatet. Det visar den rekommenderade dimensionen, den dimensionens maximala ström, spänningsfallet i procent samt en säkerhetsmärkning: säker, varning eller osäker.

Så beräknas ledningsdimensionen

Kalkylatorn utför två kontroller för varje dimension, med början vid 14 AWG och fortsätter till grövre ledning tills båda kontrollerna är godkända.

1. Omvandla watt till ampere

Om belastningen anges i watt omvandlas den först till ampere:

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

där I är strömmen i ampere, P är effekten i watt och V är systemspänningen. En pump på 200 watt i en krets på 120 V drar 200 ÷ 120 = 1,67 ampere.

2. Lägg till marginalen för kontinuerlig belastning

För en kontinuerlig belastning multipliceras den erforderliga strömmen med 1,25 före kontrollen av strömtåligheten (kontrollen av spänningsfallet använder fortfarande den faktiska strömmen):

$I_{required} = I \times 1.25$

3. Kontrollera strömtåligheten

Strömtålighet anger den högsta ström som en ledare med en viss dimension får belastas med. Kalkylatorn använder följande märkdata, som motsvarar NEC-tabell 310,16, kolumnen för 60 °C, för obelagda kopparledare. Det är den kolumn som gäller för NM-B-kabel (”Romex”) och UF-kabel — de kabeltyper som används i kalkylatorns förinställningar — även om de enskilda ledarna i kabeln är märkta för 90 °C. En grövre kabel i metallrör med anslutningar märkta för 75 °C kan enligt reglerna leda mer ström för vissa av dessa dimensioner, men kalkylatorn förutsätter inte en sådan installation.

En dimension klarar detta steg om dess märkström är lika med eller högre än den erforderliga strömmen från steg 2.

4. Kontrollera spänningsfallet

Även en dimension med tillräcklig strömtålighet kan förlora för mycket spänning över en lång sträcka. Kalkylatorn använder resistansvärdena ovan:

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

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

Här är R ledningens resistans i ohm per 1000 fot (300 m), I den faktiska strömmen i ampere (inte värdet justerat för kontinuerlig belastning), L avståndet i en riktning i fot och 2 tar hänsyn till att strömmen går ut genom den ena ledaren och tillbaka genom den andra.

Kalkylatorn märker resultatet enligt följande:

• Säker — spänningsfall under 3 %
• Varning — spänningsfall från 3 % upp till 5 %
• Underkänd — spänningsfall över 5 %; kalkylatorn provar i stället nästa grövre dimension

Om ingen dimension upp till 2 AWG klarar båda kontrollerna returnerar kalkylatorn ”2 AWG eller grövre” med märkningen osäker och rekommenderar att en behörig elektriker anlitas.

Räkneexempel

Anta en belastning på 15 ampere på en ledningssträcka av 100 fot i en riktning vid 120 V, utan kontinuerlig drift (kalkylatorns förinställning för ledningsdragning till uthus).

Prova 14 AWG. Dess strömtålighet är 15 A, vilket precis motsvarar belastningen på 15 A. Spänningsfallet är:

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

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

Det ligger över gränsen på 5 %, så 14 AWG underkänns trots att dimensionen klarade kontrollen av strömtåligheten.

Prova 12 AWG. Dess strömtålighet är 20 A, vilket täcker belastningen på 15 A. Spänningsfallet är:

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

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

Det ligger under gränsen på 5 %, så 12 AWG godkänns. Eftersom 4,83 % ligger över 3 % märks resultatet som ”varning” i stället för ”säker”. Kalkylatorn rekommenderar ledning av typen 12 AWG med en varningsmarkering för denna sträcka.

Vanliga projekttyper

• Pump i trädgårdsdamm: vanligtvis några hundra watt, ofta 50–200 fot från huset, i en utomhuskrets på 120 V som skyddas av jordfelsbrytare.
• Ledningsdragning till uthus: kretsar på 15–20 ampere, vanligtvis 50–150 fot från huvudcentralen.
• Kretsar i attefallshus: en blandning av 120 V- och 240 V-kretsar över korta inomhussträckor.
• Elverktyg i verkstad: kretsar på 20 ampere eller mer, ofta 240 V för kraftig utrustning, över sträckor på 20–100 fot.

Säkerhetsinformation

En behörig elektriker bör utföra arbete i elcentralen, alla arbeten som kräver tillstånd samt installationer som användaren inte känner sig säker på att utföra korrekt. Ledningsdimensionen måste alltid motsvara kretsbrytarens märkström, och lokala elinstallationsregler bör kontrolleras innan ett arbete påbörjas. Denna kalkylator är ett planeringshjälpmedel, inte ett substitut för kontroll av att reglerna följs.

Vanliga frågor

Vilken ledningsdimension behöver jag för 20 ampere?

Kopparledning av typen 12 AWG är den minsta dimensionen för en krets på 20 ampere; dess strömtålighet är exakt 20 A. I en 120 V-installation håller sig spänningsfallet under 3 % (säker) upp till ungefär 47 fot (14,3 m) och under 5 % upp till ungefär 78 fot (23,8 m). Efter cirka 78 fot (23,8 m) ändrar kalkylatorn rekommendationen till 10 AWG.

Hur långt kan jag dra en 12 AWG-ledning vid 20 ampere?

Vid 20 ampere och 120 V ligger 12 AWG inom det ”säkra” området för spänningsfall (under 3 %) i ungefär 47 fot (14,3 m). Mellan ungefär 47 och 78 fot kan den fortfarande användas, men märks som ”varning” (spänningsfall på 3–5%). Efter cirka 78 fot överstiger spänningsfallet 5 %, och kalkylatorn rekommenderar i stället 10 AWG.

Vad står AWG för?

AWG står för American Wire Gauge, det standardsystem för ledardiameter som används i Nordamerika. Ett lägre AWG-tal betyder en grövre ledning: 10 AWG är grövre än 14 AWG och kan leda mer ström.

Vad är skillnaden mellan ledningar av typen 12 AWG och 14 AWG?

12 AWG är grövre och dimensionerad för upp till 20 ampere. 14 AWG är tunnare och dimensionerad för upp till 15 ampere. 12 AWG är standard för uttagskretsar i kök och badrum samt andra kretsar på 20 ampere; 14 AWG är standard för belysnings- och uttagskretsar på 15 ampere.

Vad händer om jag använder en ledning som är för tunn för belastningen?

En underdimensionerad ledning kan överhettas, smälta isoleringen och orsaka brandrisk. Den kan också ge ett för stort spänningsfall, vilket gör att lampor lyser svagare och kan skada motorer, och den kan få kretsbrytaren att lösa ut upprepade gånger. Den underkänns också vid kontroll enligt de flesta elinstallationsregler.

Är en ledning av typen 10 AWG lämplig för 30 ampere?

Ja. Kopparledning av typen 10 AWG är dimensionerad för 30 ampere enligt kolumnen för 60 °C som används för NM-B- och UF-kabel, och är standarddimension för många kretsar på 30 ampere, till exempel elektriska varmvattenberedare och fönsterluftkonditioneringar. Kretsbrytaren måste fortfarande motsvara ledningsdimensionen, och spänningsfallet bör kontrolleras vid långa sträckor.

Om dessa värden

Kalkylatorn använder strömtålighetskolumnen för 310,16 60 °C i NEC-tabellen och resistansvärdena i NEC kapitel 9 tabell 8 för obelagda kopparledare, med en varningsgräns på 3 % och en underkännandegräns på 5 % för spänningsfall i gruppledningar. Lokala regler kan skilja sig från National Electrical Code, och endast en behörig elektriker eller lokal kontrollant kan bekräfta vad en viss installation kräver.