American Wire Gauge

American Wire Gauge, abgekürzt AWG, im englischsprachigen Raum auch unter der Bezeichnung Brown & Sharpe wire gauge bekannt, ist eine Kodierung für Drahtdurchmesser und wird überwiegend in Nordamerika verwendet. In der im Rahmen der Globalisierung einhergehenden Internationalisierung der Fertigung technischer Produkte ist die Kodierung in zahlreichen weiteren Industriestaaten in Verwendung. Sie kennzeichnet elektrische Leitungen aus Litzen und massivem Draht und wird vor allem in der Elektrotechnik zur Bezeichnung des Querschnitts von Adern verwendet. Das System wurde 1857 von Joseph Rogers Brown (1810–1876) bei dem Unternehmen Brown & Sharpe eingeführt.

Lehre gemäß dem AWG

Herleitung

Das System American Wire Gauge basiert auf dem Herstellverfahren von Drähten und drückt die Anzahl der Ziehschritte des Drahtes aus. Weil sich (Kupfer)-Draht während des Ziehens verfestigt, besteht ab einem Grenzwert Reißgefahr. Daher ist das Maß des Ziehens begrenzt. Erst nach einer Wärmebehandlung (Weichglühen) kann der Draht weiter gezogen werden. Durch jeden Zug wird – bei gleichbleibendem Volumen – der Draht dünner und länger.

Festgelegt sind die Durchmesser für zwei Stufen:

Größe	Durchmesser
	Zoll (Inch ″)	mm
0000 AWG (4/0 AWG)	0,460	11,680
36 AWG	0,005	00,127

Der Standard ASTM B 258-02 definiert das Durchmesserverhältnis von aufeinanderfolgenden AWG-Größen als:^[1]

${\displaystyle {\frac {d_{{\text{AWG}}-1}}{d_{\text{AWG}}}}={\sqrt[{39}]{\frac {0{,}46}{0{,}005}}}=1{,}1229322}$

Hieraus lässt sich die Formel zur Berechnung des Durchmessers aus der AWG-Zahl a herleiten:

${\displaystyle d_{\text{Zoll}}=0{,}005~{\text{Zoll}}\cdot 92^{\frac {36-a}{39}}}$

bzw.

${\displaystyle d_{\text{mm}}=0{,}127~{\text{mm}}\cdot 92^{\frac {36-a}{39}}}$

Im Standard ist festgelegt, dass die Durchmesser in den Tabellen nicht mehr als vier signifikante Stellen, bezogen auf die Einheit Inch, umfassen sollen. Die Auflösung soll 0,1 mil für 44 AWG und 0,01 mil für 45 AWG aufsteigend umfassen.

Die Berechnung der AWG-Zahl a aus dem Durchmesser erfolgt durch:

${\displaystyle a=-39\cdot \log _{92}\left({\frac {d_{\text{Zoll}}}{0{,}005~{\text{Zoll}}}}\right)+36=-39\cdot \log _{92}\left({\frac {d_{\text{mm}}}{0{,}127~{\text{mm}}}}\right)+36}$

Dabei sind auch negative Werte von AWG möglich, die als 00 AWG, 000 AWG und 0000 AWG (0,46″) geschrieben werden.

Mehr- und feindrähtige Leitungen (Litzen) weisen wegen der Hohlräume zwischen den aneinanderliegenden (runden) Einzeldrähten einen um 13 % bis 14 % größeren Gesamtdurchmesser auf.

Tabelle für AWG-Drähte (eindrähtige Leiter)

Die vollzogene Umrechnung mit obiger Formel in Längeneinheiten zeigt die folgende Tabelle.
(1 Zoll = 25,4 mm; 1 kcmil = 0,5067 mm²)

Der spezifische Widerstand von Kupfer wurde zu 0,0178 Ω mm²/m angenommen.

Bevorzugte Größen sind hervorgehoben. Die als Äquivalent angegebenen Querschnitte sind die von den europäischen Herstellern empfohlenen Ersatztypen in den üblichen metrischen Abstufungen.

AWG	Durchmesser		Querschnitt		R (Ω/km)	Metrisches Äquivalent (mm²)	SWG	BWG (Stubs)	W&M
	Zoll	mm	kcmil	mm²
0000 (4/0)	0,4600	11,68	211,6	107,2	0,1660	120
000 (3/0)	0,4096	10,40	167,8	85,03	0,2093	95
00 (2/0)	0,3648	9,266	133,1	67,43	0,2640	70
0 (1/0)	0,3249	8,251	105,5	53,48	0,3329
1	0,2893	7,348	83,69	42,41	0,4197	50
2	0,2576	6,544	66,37	33,63	0,5293	35
3	0,2294	5,827	52,63	26,67	0,6674
4	0,2043	5,189	41,74	21,15	0,8416	25
5	0,1819	4,621	33,10	16,77	1,061
6	0,1620	4,115	26,25	13,30	1,338	16			8
7	0,1443	3,665	20,82	10,55	1,687		9
8	0,1285	3,264	16,51	8,366	2,128	10	10
9	0,1144	2,906	13,09	6,634	2,683
10	0,1019	2,588	10,38	5,261	3,383	6
11	0,09074	2,305	8,234	4,172	4,266
12	0,08081	2,053	6,530	3,309	5,380	4	14		14
13	0,07196	1,828	5,178	2,624	6,784		15	15	15
14	0,06408	1,628	4,107	2,081	8,554	2,5	16
15	0,05707	1,450	3,257	1,650	10,79
16	0,05082	1,291	2,583	1,309	13,60	1,5
17	0,04526	1,150	2,048	1,038	17,15
18	0,04030	1,024	1,624	0,8230	21,63	1	19
19	0,03589	0,9116	1,288	0,6527	27,27	0,75	20
20	0,03196	0,8118	1,022	0,5176	34,39	0,75			21
21	0,02846	0,7229	0,8101	0,4105	43,36	0,5	22	22	22
22	0,02535	0,6438	0,6424	0,3255	54,68	0,34		23
23	0,02257	0,5733	0,5095	0,2582	68,95
24	0,02010	0,5106	0,4040	0,2047	86,94	0,25	25	25	25
25	0,01790	0,4547	0,3204	0,1624	109,6		26	26	26
26	0,01594	0,4049	0,2541	0,1288	138,2	0,14		27
27	0,01420	0,3606	0,2015	0,1021	174,3			28
28	0,01264	0,3211	0,1598	0,08098	219,8	0,09
29	0,01126	0,2859	0,1267	0,06422	277,2
30	0,01003	0,2546	0,1005	0,05093	349,5		33	31
31	0,008928	0,2268	0,07970	0,04039	440,7			32	36
32	0,007950	0,2019	0,06321	0,03203	555,8			33	38
33	0,007080	0,1798	0,05013	0,02540	700,8			34	40
34	0,006305	0,1601	0,03975	0,02014	883,7				42
35	0,005615	0,1426	0,03152	0,01597	1114				45
36	0,005000	0,1270	0,02500	0,01267	1405			35	47
37	0,004453	0,1131	0,01983	0,01005	1772		41		50
38	0,003965	0,1007	0,01572	0,007967	2234		42	36
39	0,003531	0,08969	0,01247	0,006318	2817		43
40	0,003145	0,07987	0,009888	0,005010	3553		44
41	0,002800	0,07113	0,007842	0,003973	4480		45
42	0,002494	0,06334	0,006219	0,003151	5649
43	0,002221	0,05641	0,004932	0,002499	7123
44	0,001978	0,05023	0,003911	0,001982	8982		47
45	0,001761	0,04473	0,003102	0,001572	11326
46	0,001568	0,03984	0,002460	0,001246	14282		48
47	0,001397	0,03547	0,001951	0,0009884	18009
48	0,001244	0,03159	0,001547	0,0007838	22709
49	0,001108	0,02813	0,001227	0,0006216	28636
50	0,0009863	0,02505	0,0009728	0,0004929	36110		50

Zusammensetzung von mehrdrähtigen Leitern

Bei der Zusammensetzung von mehrdrähtigen Leitern wie beispielsweise Litzen können die elektrischen Eigenschaften gleicher AWG-Nenngrößen erheblich voneinander abweichen und entsprechen nicht den obigen Angaben für eindrähtige Leiter (Volldrähte). So sind beispielsweise die elektrisch effektiven Querschnitte bei Litzendraht mit identer AWG-Zahl nicht gleich denen eines Volldrahtes.

In folgenden Tabellen ist der Aufbau von gängigen mehr- und feindrähtigen Leitern des AWG-Systems dargestellt. Weitere hier nicht angeführte Zusammensetzungen sind möglich.

Größe AWG	36	34	32	30	28	27	26	24	22	20	18	16	14	12	10	8	6	4	2	1
Einzeldrähte Anzahl×AWG	7×44	7×42	7×40 19×44	7×38 19×42	7×36 19×40	7×35	7×34 10×36 19×38	7×32 10×34 19×36 41×40	7×30 19×34 26×36	7×28 10×30 19×32 26×34 41×36	7×26 16×30 19×32 41×34 65×36	7×24 19×28 26×30 65×34 105×36	7×22 19×27 41×30 105×34	7×20 19×26 60×30 165×34	37×26 49×27 105×30	49×25 133×29 655×36	133×27 259×30 1050×36	133×25 259×27 1666×36	133×23 259×26 655×30 2646×36	133×22 259×25 817×30 2109×34

Beispiele

Bezeichnung	Einzeladern		Querschnitt
	Zahl	Größe
14 AWG 7/22	7 (mehrdrähtig)	22 AWG	2,28 mm²
14 AWG 41/30	41 (feindrähtig)	30 AWG	2,09 mm²

Abgeleitete Anwendungen

Die Bezeichnung der AWG-Größe (z. B. AWG 32) wird in der Wire-Wrap-Technik zur Bestimmung des Wickeleinsatzes benötigt.

Auch bei vielen Elektronik-Steckverbindern wird der Aderdurchmesser vorzugsweise in AWG angegeben. Die Einhaltung ist insbesondere bei Schneidklemmverbindern wichtig.

Kritik

Das AWG-System basiert auf einem zum Zeitpunkt der Entwicklung bestehenden Fertigungsverfahren. Für den Anwender ist es unwichtig zu wissen, wie oft ein Draht gezogen wird; einzig die Abmessungen sind interessant. AWG negiert technologische Weiterentwicklungen sowie zukünftige materialwissenschaftliche Erkenntnisse. Die Drahtkodierungen für die Drahtziehpraxis aus den 1800er Jahren wurden an den Bedürfnissen der Anwender vorbei eingeführt und sind noch heute in vielen Ländern in Verwendung.

Speziell die USA ignorieren, dass sie bereits 1878 der Meterkonvention beigetreten sind, und halten am AWG-System fest. Als Zugeständnis werden lediglich zöllige in metrische Einheiten umgerechnet. Das führt dazu, dass zum Beispiel europäische Hersteller von elektrischen Leitungen, Steckverbindern und Crimpkontakten dazu gezwungen sind, spezielle Ausführungen für den US-amerikanischen Markt herzustellen und ihre Produktpalette entsprechend anzupassen.

Bei AWG-Litzenleitern ist die Angabe der Gesamtgröße nicht ausreichend. Je nach Aufbau und Hersteller können sich erhebliche Abweichungen der elektrischen Eigenschaften ergeben, für realistische Rechnungen ist daher das Datenblatt des Herstellers erforderlich.

Andere Drahtkodierungen

International sind Kabel nach dem Querschnitt durch IEC 60228 genormt.

Neben dem American Wire Gauge existieren in Großbritannien Imperial Standard Wire Gauge (ISWG), auch einfach Standard Wire Gauge (SWG) genannt, und Birmingham Wire Gauge (BWG), auch Stubs’ Wire Gauge genannt, die ebenso durch einen Zahlencode gekennzeichnet sind. Eine weitere Drahtkodierung ist die von Washburn & Moen (W&M).

Auch für das Ausgangsmaterial von Bohrern ist in angloamerikanischen Staaten noch immer eine eigene Kodierung, der Drill wire gauge, in Anwendung. Die Spanne umfasst den Bereich von #107 mit 0,0483 mm als kleinstem bis #Z mit 10,4902 mm als größtem Stahldrahtdurchmesser.

Weblinks

• Kupfer in der Elektrotechnik – Kabel und Leitungen – DKI, Deutsches Kupferinstitut e. V., 03/2000 (PDF; 635 kB, 42 S., Literaturverzeichnis)
• Structural Wire Conversion Tables (engl.)
• Umrechnung von Kabeldurchmesser in AWG-Nummer und zurück
• Tabelle AWG-Metrisch Durchmesser/Querschnitt-SWG (deutsch)