2023년 1월 15일 일요일

AWG 및 허용전류를 알아보자

 1. AWG

 American Wire Gauge의 줄임말이다. 전선의 굵기를 나타내는 단위이며, 이름에서 알 수 있듯이 미국에서 시작된 단위이다. 물론 전세계에 걸쳐서 사용하기는 하지만 전세계 표준은 아니다. (1857년에 북미에서 시작되었다고 하는데, 그때 그 장소에 살아보지 못해서 잘 모르겠다.)  동선의 지름(결국 단면적)과 관련된 단위이며 AWG0 과 AWG36을 정해놓고 그 가운데 구간을 세분해서 사용한다.  단면적에 관련하여 전선 굵기를 표현할때 SQ라는 용어를 쓰기도 하는데, 스퀘어라고 읽는다. (실제로 Square의 줄임말)

1SQ = 1mm X 1mm = 1mm2
2SQ = 2mm X 2mm = 4mm2


2. 허용전류

 보통 사용하는 전선의 종류가 AWG16 ~ AWG28을 사용하는데, 사실 어떤 직업이냐에 따라서 사용하는 전선의 굵기가 차이가 난다. 내 경우 AWG24를 제일 많이 사용한다. 랜케이블이 여기에 속하는데, 내가 포설하러 다니는 사람은 아니고 집에서 빵판에 납땜할때 제일 많이 사용할 뿐이다. 

 당연히 전선의 굵을수록 허용전류가 높으며, 가늘수록 낮은데 매번 찾아보기가 껄끄러워 정리하였다.  아래 표는 wikipedia.org 에서 찾은 정보를 일부 발췌한 내용이다. 전선 제조사마다 허용전류에 대하여 편차가 있기 때문에 위키의 정보를 기록한다. 

[ 표가 잘 안보이면 탭해서 확대 가능 ]

위키에서 가져온 정보인데 여기 저기 빈 공간이 보인다. 이는 내가 입력안한 것이 아니라 위키 페이지에서 빠진 정보이다. 대략 해당 셀의 위 아래 정보를 보고 유추하면 된다. 

사실상 내 경우 허용전류때문에 이 표를 보게 된다.  예를 들어 5A의 전류가 흐르는 전선이 필요하다면 위의 표에서 10A 짜리를 찾아서 그 정도의 전선을 사용한다.  이 경우 18AWG 정도면 된다. 물론 상시 5A인 경우이고 만약 상시적으로 2A가 흐리고 피크때 5A라 한다면 24AWG도 사용 가능하다.  랜케이블인 경우 3.5A의 최대 전기가 가능하다. 즉 MCU 관련하여 납땜할때는 아무 무리가 없는 전선이라는 이야기 이다. 

24AWG 전선에 5A를 계속 흘리면 전선이 뜨거워 지는 것을 알게 될 것이다. 이러한 경우 화재의 위험이 있으니 이렇게 설계하면 안된다. 특히 캠핑카의 경우 처음 설치 당시 충분한 허용전류를 고려하여 배선하겠지만, 전열기가 계속 추가되고 나면 허용전류를 넘게 되고 이러한 상태가 지속되면 전선의 온도가 올라가며, 피복이 녹게된다. 만약 피복 근처에 발화점이 낮은 물질이 있다면 이때 화재가 발생할 수도 있고, 그게 아니더라도 피복이 녹은 상태에서 쇼트가 나면 화재로 이어진다. (대부분의 캠핑카 화재는 이 문제로 알고 있다. ) 허용전류에 맞게 전선을 선택하는 것도 맞지만,  출력쪽에 퓨즈 정도는 넣어서 특정 전류 이상 흐르지 못하게 하는 안전장치도 필수이다.  

위의 표에 표시된 허용 전류는 지속적으로 전기를 보낼때 가능한 범위이다. 하지만 10초 미만으로 보낸다면 대략 두배 이상의 전기를 흘려 보내도 되며, 1초 이하일때에는 약 20배의 전류도 가능하다. 이부분을 응용하면 모터류가 기동시 큰 전류를 필요로 하게 되는데 기동전류에 대한 전선 굵기를 고려하는 것이 아니라 최대 부하일때 전류를 고려하여 전선 굵기를 정하면 된다.  예를들어 무선 전동 공구류에 자주 사용되는 775, 785, 795 모터의 경우 기동시 최대 10A 정도가 걸릴 수 있다. 하지만 보통 무부하일때 1.5A 정도이며 최대 부하인 경우 5A 정도의 전류가 흐른다. 이런 경우 18AWG를 사용해도 큰 무리가 없다. 아.. 요즘에는 무선 전동공구에는 BLDC 모터가 사용되니 775도 한물 가나 보다. BLDC 모터는 동일 토크 대비 전력소비가 적어서 전공 공구류에는 좋을듯 하다. 

보통 전선의 온도가 올라가면 저항값이 올라가게 되어 전류를 보내는 능력이 떨어진다고 이해하고 있었는데, 위키의 테이블을 보니 가느다란 전선은 온도가 올라갈 수록 전도율이 떨어지나 어느 정도 전선의 굵기가 되면 오히려 올라가는 것을 볼 수 있다. 물론 전도율이 마냥 올라가는 것은 아니며 특정 임계값 이후에는 급격이 떨어진다.  


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