Kablo Kesiti Hesaplama: AWG mm² Tablosu ve Gerilim Düşümü
Kablo Kesiti Hesaplama: AWG mm² Tablosu ve Gerilim Düşümü
Gerilim, akım ve kablo boyuna göre gereken kablo kesitini bulun, seçtiğiniz kabloda ne kadar gerilim düştüğünü hesaplayın, AWG ile mm² arasında çeviri yapın. DC (pil, adaptör, güç kaynağı) ve tek fazlı AC hatlarda çalışır; her sonucun altında hesabın adım adım çözümü yer alır.
Bilgi amaçlıdır. Sonuçlar tahmindir: hesap saf bakırın özdirencine ve seçtiğiniz sıcaklığa göre yapılır; konnektörler, lehim noktaları ve kablonun gerçek tel yapısı direnci biraz artırır. 230 V şebeke tesisatı işlerini yetkili bir elektrikçiye yaptırın.
Kablo kesiti nasıl hesaplanır?
Kablo kesiti, iletkenin (bakır telin) mm² cinsinden kesit alanıdır; yalıtım dahil dış çap değildir. Kesit küçüldükçe kablonun direnci artar. Akım geçtiğinde bu direnç üzerinde bir miktar gerilim düşer ve ısı oluşur. Bu yüzden kablo kesiti iki soruya göre seçilir: yükün ucunda yeterli gerilim kalıyor mu, kablo bu akımda aşırı ısınıyor mu?
Düşük gerilimli işlerde (5 V, 12 V, 24 V) belirleyici olan çoğunlukla gerilim düşümüdür. 12 V'ta düşen 1 V, gerilimin %8'idir; aynı 1 V 230 V'ta %0,4 eder. Bu nedenle düşük gerilimde aynı güç için çok daha kalın kablo gerekir. Hesaplayıcı, izin verdiğiniz yüzdeyi aşmayan en ince kesiti bulur ve bunu bir üst standart kesite yuvarlar.
Hesapta en sık yapılan hata, kablo boyunu bir kez saymaktır. Akım kaynaktan yüke artı kablodan gider, eksi kablodan geri döner; yani direnç hesabına giren uzunluk tek yön boyunun iki katıdır. Hesaplayıcıya tek yön boyu yazılır, iki katı formülde alınır.
A = 2 × L × I × ρ ÷ ΔUΔU = U × % ÷ 100ΔU = 2 × L × I × ρ ÷ AV = m × A × Ω·mm²/m ÷ mm²ΔU = 2 × L × I × ρ × cos φ ÷ AI = P ÷ (U × cos φ)%e = ΔU ÷ U × 100uçta kalan = U − ΔUρ = 1 ÷ 58 = 0,01724ρT = ρ × (1 + 0,00393 × (T − 20))P kayıp = I² × RR = ρ × 2 × L ÷ AFormüllerde A kesit (mm²), L tek yön kablo boyu (m), I akım (A), ρ bakırın özdirenci (Ω·mm²/m), U kaynak gerilimi, ΔU kabloda düşen gerilim, cos φ güç katsayısıdır. Tavlanmış bakırın 20 °C'deki özdirenci 1/58 Ω·mm²/m'dir; direnç her 1 °C'de yaklaşık %0,393 artar. Bu iki değer ABD Ulusal Standartlar Bürosu'nun bakır tel tabloları el kitabındaki standart bakır değerleridir.
Örnek 1: 12 V LED şerit için kablo kesiti
5 metre uzaktaki 12 V'luk LED şerit 5 A çekiyor, düşüm %3'ü geçmesin istiyoruz. İzin verilen düşüm 12 × 0,03 = 0,36 V. Kesit = 2 × 5 × 5 × 0,01724 ÷ 0,36 = 2,39 mm². Bir üst standart kesit 2,5 mm² olur; bu kabloda düşüm 0,34 V (%2,9) çıkar. AWG ölçüsüyle satılan kablolarda karşılığı 12 AWG'dir (3,31 mm²).
Örnek 2: Jumper kabloyla 2 A beslemek
Breadboard jumper kabloları çoğunlukla 26 AWG'dir (0,129 mm²). 5 V'luk bir kaynaktan 1 m'lik jumper ile 2 A çeken bir servo grubunu beslerseniz düşüm 0,54 V (%10,7) olur; uçta 4,5 V kalır ve kablo ısınır. Kartın yeniden başlaması ya da servoların titremesi bu yüzden görülür. Aynı hat için %3 düşümde en az 0,5 mm² (20 AWG) gerekir. Jumper kablolar sinyal içindir, güç hattı için kalın kablo kullanın.
Gerilim düşümü formülü ve hesabı
Gerilim düşümü, kablonun direnci ile akımın çarpımıdır (Ohm kanunu: U = I × R). DC hatlarda formül doğrudan ΔU = 2 × L × I × ρ ÷ A'dır. Tek fazlı AC hatlarda (230 V) yükün güç katsayısı da hesaba girer ve sonuç cos φ ile çarpılır. Kablonun reaktansı küçük kesitli ve kısa hatlarda çok küçük olduğundan bu hesapta ihmal edilir.
Türkçe elektrik tesisatı kaynaklarında aynı hesap bakırın iletkenliği k = 56 m/(Ω·mm²) ile yazılır. Tek faz için yüzde düşüm %e = 200 × L × P ÷ (k × A × U²) olur; burada P watt cinsinden güçtür. 56 değeri bakırın yaklaşık 30 °C'deki iletkenliğidir; hesaplayıcıda iletken sıcaklığını 30 °C yaparsanız bu formülle aynı sonucu alırsınız.
Gerilim düşümü yüzde kaç olmalı?
| Uygulama | Yaygın hedef | Not |
|---|---|---|
| Bina iç tesisatı, aydınlatma ve priz | %1,5 | Elektrik İç Tesisleri Yönetmeliği; tasarım ve uygulama elektrikçide |
| Bina iç tesisatı, motor devreleri | %3 | Aynı yönetmelik |
| Arduino, sensör, hassas elektronik | %1,5-3 | 5 V hatta %3, yaklaşık 0,15 V eder |
| DC motor, LED şerit, araç içi 12 V | %3-5 | Uzun LED şeritte uçlarda renk ve parlaklık farkı görülürse kesiti artırın |
| Drone ve RC güç kabloları | %1-3 | Kablolar kısa tutulur, yüksek akımda küçük direnç bile ısı yapar |
Örnek 3: 230 V, 2000 W, 25 m
2000 W'lık bir ısıtıcı (cos φ = 1) 25 m'lik hattın ucunda. Akım 2000 ÷ 230 = 8,7 A, %1,5 sınırında izin verilen düşüm 3,45 V. Kesit = 2 × 25 × 8,7 × 0,01724 ÷ 3,45 = 2,17 mm² (k = 56 ile 2,25 mm²); standart kesit 2,5 mm². Şebeke gerilimindeki tesisatta kesit ayrıca kablonun akım taşıma kapasitesine ve sigortaya göre seçilir; bu işleri yetkili bir elektrikçiye yaptırın.
AWG nedir? AWG mm² tablosu
AWG (American Wire Gauge), ABD'de kullanılan tel kalınlık ölçüsüdür. Numara büyüdükçe tel incelir: 10 AWG kalın bir güç kablosu, 26 AWG ince bir jumper kablodur. Ölçü geometrik bir diziye dayanır; 36 numaralı telin çapı 0,127 mm (0,005 inç), 0000 (4/0) numaralının çapı 11,68 mm'dir (0,46 inç) ve aradaki her adımda çap aynı oranda değişir. Bu yüzden her 3 AWG adımında kesit yaklaşık iki katına çıkar, her 6 adımda çap iki katına çıkar.
d = 0,127 × 92^((36 − n) ÷ 39)4/0 için n = −3A = π ÷ 4 × d²A = 0,7854 × d²A = tel sayısı × π ÷ 4 × d tel²150/0,08 = 0,754 mm²| AWG | Çap (mm) | Kesit (mm²) | Direnç, 20 °C (Ω/km) | Karşılayan metrik kesit |
|---|---|---|---|---|
| 4/0 | 11,68 | 107,2 | 0,161 | 120 mm² |
| 2/0 | 9,27 | 67,4 | 0,256 | 70 mm² |
| 1/0 | 8,25 | 53,5 | 0,322 | 70 mm² |
| 2 | 6,54 | 33,6 | 0,513 | 35 mm² |
| 4 | 5,19 | 21,2 | 0,815 | 25 mm² |
| 6 | 4,11 | 13,3 | 1,30 | 16 mm² |
| 8 | 3,26 | 8,37 | 2,06 | 10 mm² |
| 10 | 2,59 | 5,26 | 3,28 | 6 mm² |
| 12 | 2,05 | 3,31 | 5,21 | 4 mm² |
| 14 | 1,63 | 2,08 | 8,29 | 2,5 mm² |
| 16 | 1,29 | 1,31 | 13,2 | 1,5 mm² |
| 18 | 1,02 | 0,823 | 20,9 | 1 mm² |
| 20 | 0,812 | 0,518 | 33,3 | 0,75 mm² |
| 22 | 0,644 | 0,326 | 53,0 | 0,34 mm² |
| 24 | 0,511 | 0,205 | 84,2 | 0,25 mm² |
| 26 | 0,405 | 0,129 | 134 | 0,14 mm² |
| 28 | 0,321 | 0,0810 | 213 | 0,14 mm² |
| 30 | 0,255 | 0,0509 | 339 | 0,14 mm² |
Çap ve kesit AWG formülünden, direnç saf bakırın 20 °C'deki özdirencinden hesaplanmıştır. "Karşılayan metrik kesit", AWG kesitine eşit ya da ondan kalın olan en küçük standart mm² kesittir; AWG ile mm² ölçüleri birebir örtüşmediği için bir kabloyu diğer sistemde değiştirirken kalın tarafa yuvarlayın.
Esnek (çok telli) kablolarda gerçek direnç teorik değerden biraz yüksektir. Kablo üreticisi Bayka'nın yayımladığı IEC 60228 iletken direnci tablosuna göre esnek bakır iletkende (sınıf 5) izin verilen en yüksek direnç 1,5 mm²'de 13,3 Ω/km, 2,5 mm²'de 7,98 Ω/km'dir; saf bakırla hesaplanan değerler 11,5 ve 6,9 Ω/km'dir. Kritik bir hatta hesabı 50-70 °C iletken sıcaklığıyla yapmak bu farkı da karşılar. Çok telli kablonun tel yapısı biliniyorsa (örneğin 150/0,08: 0,08 mm çaplı 150 tel) gerçek kesiti hesaplayıcının AWG sekmesinde bulabilirsiniz.
Kablo akım taşıma kapasitesi neye bağlıdır?
Bir kablonun taşıyabileceği akım, iletkenin ısınıp yalıtımın dayanabileceği sıcaklığı aşmadan ne kadar akım geçirebileceğidir. Tek bir sayı değildir; şu etkenlere bağlıdır:
| Etken | Etkisi |
|---|---|
| Yalıtım malzemesi | PVC kılıflı kablolar genelde 70 °C iletken sıcaklığına göre derecelenir; silikon kılıflı kablolar çok daha yüksek sıcaklığa dayanır (Robotzade'deki silikon kablolarda 200 °C). Aynı kesitte daha sıcak çalışabilen kablo daha fazla akım taşır. |
| Döşeme biçimi | Açıkta, hava alan kablo boru içindeki ya da demet hâlindeki kablodan daha iyi soğur. |
| Ortam sıcaklığı | Sıcak ortamda (motor yanı, kapalı kutu) kablo daha az akım taşır. |
| Süre | Drone ve RC'de kısa süreli yüksek akım (anlık patlama) ile sürekli akım ayrı değerlendirilir. |
Bina tesisatında akım taşıma kapasiteleri TS HD 60364-5-52 standardının tablolarından, döşeme biçimine ve düzeltme katsayılarına göre alınır; bu seçim elektrik tesisatçısının işidir. Robot, drone ve 12 V projelerinde kablonun üreticisinin verdiği değere bakın, kabloyu gerilim düşümüne göre seçin ve konnektörü de akıma göre seçin: örneğin XT60 konnektör 60 A, XT90 konnektör 90 A sürekli akım için üretilir. Kablo ya da konnektör elle tutulamayacak kadar ısınıyorsa kesit yetersizdir ya da bağlantı gevşektir.
Watt, amper ve volt arasındaki dönüşümler için Ohm kanunu ve watt hesaplama aracını kullanabilirsiniz. Elektronik ve robotik için diğer araçlar hesaplayıcılar sayfasında.
Sık sorulan sorular
Kablo kesiti nasıl hesaplanır?
Kesit = 2 × kablo boyu × akım × 0,01724 ÷ izin verilen gerilim düşümü formülüyle bulunur; boy metre, akım amper, düşüm volt olarak yazılır ve sonuç mm² çıkar. Bulunan değer bir üst standart kesite (0,5 / 0,75 / 1 / 1,5 / 2,5 / 4 / 6 / 10 mm²) yuvarlanır.
22 AWG kaç mm²?
22 AWG, 0,644 mm çapında ve 0,326 mm² kesitindedir. Metrik karşılığı olarak 0,34 mm² kablo kullanılabilir. Sinyal ve düşük akımlı bağlantılar için uygundur.
18 AWG kaç mm²?
18 AWG, 1,02 mm çapında ve 0,823 mm² kesitindedir; metrik kablolarda en yakın kalın karşılığı 1 mm²'dir. 0,75 mm² kablo 18 AWG'den biraz incedir.
12 volt için kaç mm² kablo gerekir?
Akıma ve boya bağlıdır. 12 V'ta 10 A çeken bir yükü 3 m uzaktan %3 düşümle beslemek için 2 × 3 × 10 × 0,01724 ÷ 0,36 = 2,87 mm² gerekir; standart kesit 4 mm², AWG karşılığı 12 AWG olur. Boy ya da akım iki katına çıkarsa gereken kesit de iki katına çıkar.
Gerilim düşümü yüzde kaç olmalı?
Bina tesisatında aydınlatma ve priz devrelerinde %1,5, motor devrelerinde %3 sınırı uygulanır. Elektronik projelerde %1,5-3, motor ve LED şerit hatlarında %3-5 yaygın bir hedeftir.
AWG numarası büyüdükçe kablo kalınlaşır mı?
Hayır, incelir. 10 AWG kalın bir güç kablosu, 30 AWG saç inceliğinde bir teldir. Her 3 numara küçüldükçe kesit yaklaşık iki katına çıkar; 12 AWG, 15 AWG'nin yaklaşık iki katı kesittedir.
