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वोल्टेज पात और AWG तार गेज कैलकुलेटर

DC, एकल-फ़ेज़ या त्रि-फ़ेज़ केबल में वोल्टेज पात, साथ ही AWG तार आकार से व्यास, mm², kcmil और प्रति km प्रतिरोध, और इसका उलटा भी।

AI लेखन टूल से मसौदा तैयारअपडेट किया गया जाँचे गए उदाहरण: 6

V
आज़माएँ
वोल्टेज पात
%
वोल्टेज पात: 3.91 %
दशमलव स्थान: 2; निकटतम; बराबर दूरी पर सम अंक की ओर
वोल्टेज पात
4.68962V
लोड पर वोल्टेज
115.31V
तार में खोई शक्ति
70.3444W
निकटतम AWG
12 AWG
व्यास
2.05253mm / 0.0808081in
अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल
3.30877mm² / 6.52995kcmil
20 °C पर प्रतिरोध
5.211Ω/km / 1.588Ω/kft
प्रतिरोध 20 °C पर ठोस कॉपर तार के लिए है; चालक का तापमान 75 °C हो तो यह लगभग 22% अधिक होता है।
3% शाखा-परिपथ मार्गदर्शन (NEC 210.19(A) टिप्पणी) से अधिक, लेकिन कुल 5% के भीतर।

30 m लंबे 12 AWG कॉपर तार में 15 A धारा पर 4.69 V (120 V का 3.91%) गिरता है; लोड पर 115.31 V बचता है और 70.34 W ऊष्मा में बर्बाद होता है।

सामान्य सीमाओं के सामने वोल्टेज पात

≤ 3% शाखा3–5%> 5%035123.91%
गणना कैसे होती है S

  1. गेज संख्या से व्यास

    d=0.005 in×92(36−(12))/39=0.0808081 in=2.05253 mmd = 0.005\,\text{in}\times 92^{(36 - (12))/39} = 0.0808081\ \mathrm{in} = 2.05253\ \mathrm{mm}

  2. क्षेत्रफल और प्रतिरोध

    A=πd24=3.30877 mm2,R′=ρA=1.7241×10−80.00000330877=5.21069 Ω/kmA = \frac{\pi d^2}{4} = 3.30877\ \mathrm{mm^2},\quad R' = \frac{\rho}{A} = \frac{1.7241 \times 10^{-8}}{0.00000330877} = 5.21069\ \mathrm{\Omega/km}

  3. वोल्टेज पात

    ΔV=2 IR′L=2(15)(0.00521069)(30)=4.68962 V\Delta V = 2\,I R' L = 2(15)(0.00521069)(30) = 4.68962\ \mathrm{V}

    धारा जाती है और लौटती है, इसलिए तार की लंबाई दो बार गिनी जाती है; प्रतिघात को छोड़ दिया गया है।

  4. सप्लाई के हिस्से के रूप में

    4.68962120×100=3.908%\frac{4.68962}{120}\times100 = 3.908\%

  5. चालकों में खोई शक्ति

    P=2 I2R′L=70.3444 WP = 2\,I^2R'L = 70.3444\ \mathrm{W}

वोल्टेज पात और AWG तार गेज कैलकुलेटर के बारे में

वोल्टेज पात वह वोल्टेज है जो केबल में खो जाता है, क्योंकि चालक का प्रतिरोध होता है। कैलकुलेटर अनुप्रस्थ काट से प्रति मीटर प्रतिरोध लेता है (R′ = ρ/A, ρ 20 °C पर) और उसे धारा तथा एक-तरफ़ा लंबाई से गुणा करता है: DC और एकल-फ़ेज़ के लिए दो बार, क्योंकि धारा जाती भी है और लौटती भी, और संतुलित त्रि-फ़ेज़ लाइन के लिए √3 से। यह ASTM B258 सूत्र से किसी भी AWG आकार को व्यास, mm², kcmil और प्रति km ओम में बदलता है, या मापे गए व्यास के लिए निकटतम AWG बताता है।

पहले से भरे मान, 120 V पर 12 AWG ताँबे के 30 m तार में 15 A, 4.69 V यानी 3.91% का पात देते हैं। यह NEC की सूचनात्मक टिप्पणी के 3% शाखा-परिपथ आँकड़े से अधिक है; 10 AWG इसी लाइन को 2.46% पर ले आता है।

परिणाम 20 °C पर केवल प्रतिरोध पर आधारित अनुमान है। 75 °C कार्य-तापमान पर ताँबे का प्रतिरोध लगभग 22% अधिक होता है, और मोटी केबलों की लंबी AC लाइनों में प्रतिघात भी जुड़ता है, इसलिए परिणाम सीमा के पास हो तो गुंजाइश छोड़ें।

तार में वोल्टेज पात कैसे निकालें

यह कैलकुलेटर DC, एकल-फ़ेज़ या त्रि-फ़ेज़ केबल में वोल्टेज पात निकालता है, और अमेरिकी AWG (American Wire Gauge) आकार को व्यास, mm², kcmil और प्रति km प्रतिरोध में बदलता है, या मापे गए व्यास से निकटतम AWG बताता है। पहले से भरे मान, 120 V पर 12 AWG ताँबे के 30 m तार में 15 A, से 4.69 V का पात आता है, जो 120 V का 3.91% है। तार के आकार AWG में हैं और 3% वाली सीमा अमेरिकी NEC की टिप्पणी से है; भारत में बिकने वाली mm² केबल के लिए नीचे का "mm² वाली केबल" खंड देखें।

DC या एकल-फ़ेज़ AC के लिए ΔV = 2 × I × R′ × L, जहाँ R′ तार का प्रति मीटर प्रतिरोध और L एक-तरफ़ा लंबाई है। 12 AWG ताँबे (20 °C पर 5.211 Ω/km) के 30 m तार में 15 A पर पात 2 × 15 × 0.005211 × 30 = 4.69 V है।

चरण-दर-चरण वोल्टेज पात

  1. प्रति मीटर प्रतिरोध: R′ = ρ/A। 12 AWG ताँबे का A = 3.3088 mm² है, और 20 °C पर एनील्ड ताँबे की प्रतिरोधकता 0.017241 Ω·mm²/m है (IEC 60028), इसलिए R′ = 0.005211 Ω/m।
  2. दोनों चालक: धारा जाती है और लौटती है, इसलिए 30 m की लाइन में परिपथ के भीतर 60 m तार होता है।
  3. वोल्ट में पात: 2 × 15 A × 0.005211 Ω/m × 30 m = 4.69 V।
  4. प्रतिशत में पात: 4.69 ÷ 120 × 100 = 3.91%, और लोड पर 115.31 V बचते हैं।
  5. तार में ऊष्मा: दोनों चालकों में I²R का योग, जो ΔV × I के बराबर है: 4.69 V × 15 A = 70.3 W।

वही 12 AWG, 30 m और 15 A वाली लाइन 230 V की एकल-फ़ेज़ सप्लाई पर भी 4.69 V ही गिराती है, क्योंकि पात केवल धारा और तार पर निर्भर है; पर प्रतिशत घटकर 2.04% रह जाता है और लोड पर 225.31 V मिलते हैं।

संतुलित त्रि-फ़ेज़ लोड के लिए लाइन धारा के साथ ΔV = √3 × I × R′ × L लें, और परिणाम की तुलना लाइन-से-लाइन वोल्टेज से करें। 400 V पर 4 AWG ऐलुमिनियम के 50 m तार में 60 A पर 6.94 V, यानी 1.74%, का पात होता है।

AWG तार के आकार और प्रतिरोध

ASTM B258 गेज को सूत्र से परिभाषित करता है: d = 0.005 in × 92^((36 − n)/39), जहाँ 1/0 से 4/0 को n = 0 से −3 गिना जाता है। इससे 36 AWG ठीक 0.005 in और 4/0 ठीक 0.46 in होता है।

हर गेज संख्या व्यास को 1.1229 गुना बदलती है, इसलिए तीन गेज संख्याएँ क्षेत्रफल को दोगुना या आधा करती हैं। 20 °C पर ठोस ताँबा:

  • 18 AWG: 1.024 mm, 0.823 mm², 20.95 Ω/km (प्रति 1,000 ft 6.385 Ω)
  • 16 AWG: 1.291 mm, 1.309 mm², 13.17 Ω/km (प्रति 1,000 ft 4.015 Ω)
  • 14 AWG: 1.628 mm, 2.081 mm², 8.285 Ω/km (प्रति 1,000 ft 2.525 Ω)
  • 12 AWG: 2.053 mm, 3.309 mm², 5.211 Ω/km (प्रति 1,000 ft 1.588 Ω)
  • 10 AWG: 2.588 mm, 5.261 mm², 3.277 Ω/km (प्रति 1,000 ft 0.9988 Ω)
  • 8 AWG: 3.264 mm, 8.366 mm², 2.061 Ω/km (प्रति 1,000 ft 0.6282 Ω)
  • 6 AWG: 4.115 mm, 13.30 mm², 1.296 Ω/km (प्रति 1,000 ft 0.3951 Ω)

NIST की पुरानी तार-गेज तालिका और विकिपीडिया की AWG तालिका (दोनों अंग्रेज़ी में) तुलना के लिए नाममात्र व्यास और क्षेत्रफल देती हैं। kcmil में क्षेत्रफल mil में व्यास का वर्ग बटा 1,000 है; एक mil इंच का हज़ारवाँ हिस्सा है।

मापे गए तार को पहचानने के लिए सूत्र उलटें: n = 36 − 39 × log₉₂(d / 0.127 mm)। 2.05 mm का चालक n = 12.01 देता है, इसलिए वह 12 AWG है। नंगी धातु मापें; इंसुलेशन का बाहरी व्यास गेज के बारे में कुछ नहीं बताता।

mm² वाली केबल

भारत में केबल आम तौर पर mm² में अनुप्रस्थ काट से बताई जाती है, जबकि यह कैलकुलेटर गणना AWG आकारों में करता है। किसी mm² आकार के लिए उसके ठोस चालक का व्यास d = √(4A/π) निकालें और "व्यास → AWG" में डालें:

  • 1.5 mm²: व्यास 1.382 mm, गेज 15.41, निकटतम 15 AWG
  • 2.5 mm²: व्यास 1.784 mm, गेज 13.21, निकटतम 13 AWG
  • 4 mm²: व्यास 2.257 mm, गेज 11.18, निकटतम 11 AWG
  • 6 mm²: व्यास 2.764 mm, गेज 9.43, निकटतम 9 AWG

व्यास वाले मोड में प्रति km प्रतिरोध उसी व्यास से निकलता है, निकटतम AWG से नहीं: 2.5 mm² ताँबे के लिए 20 °C पर 6.896 Ω/km। वोल्टेज पात वाला मोड केवल पूरे AWG आकार लेता है, इसलिए mm² केबल का पात उसके निकटतम AWG से अनुमानित होता है। लड़ीदार (stranded) केबल में लड़ों के ऊपर से मापा गया व्यास धातु के क्षेत्रफल से बड़ा दिखता है, इसलिए ऐसी केबल के लिए उसका mm² आकार ही ऊपर के तरीके से बदलें।

ताँबा या ऐलुमिनियम

20 °C पर विद्युत-श्रेणी के ऐलुमिनियम की प्रतिरोधकता 0.028264 Ω·mm²/m है (61% IACS, IEC 60889), जो ताँबे की 1.64 गुना है। वही 15 A, 30 m वाली 12 AWG लाइन ऐलुमिनियम में 6.41% गिराती है, जबकि ताँबे में 3.91%।

ताँबे जितना प्रतिरोध पाने के लिए लगभग 1.6 गुना अनुप्रस्थ काट चाहिए, मोटे तौर पर दो AWG आकार बड़ा। ऐलुमिनियम के सिरों पर ऐलुमिनियम के लिए रेटेड कनेक्टर चाहिए।

क्या 3% वोल्टेज पात सीमा है?

NEC 210.19(A) की एक सूचनात्मक टिप्पणी शाखा परिपथ पर अधिकतम 3% और फ़ीडर तथा शाखा को मिलाकर 5% की सलाह देती है। यह टिप्पणी सलाह है, हालाँकि कुछ क्षेत्राधिकार इसे अपनाते हैं। NEC अमेरिकी संहिता है; भारत में स्थापना पर लागू नियम आपके क्षेत्र की विद्युत संहिता से तय होते हैं, और कैलकुलेटर की 3% और 5% वाली चेतावनियाँ NEC के आँकड़ों पर हैं।

नीचे की पंक्तियाँ हैं: ऊपर वाली 12 AWG ताँबे की लाइन (डिफ़ॉल्ट), वही लाइन 10 AWG में (मोटा तार), और वही लाइन बिना धारा के (धारा नहीं)।

स्थितिवोल्टेज पात
डिफ़ॉल्ट3.91%
मोटा तार2.46%
धारा नहीं0.00%

12 AWG 3% के शाखा आँकड़े से चूकता है और 10 AWG उसे पूरा करता है। धारा न हो तो कोई पात नहीं होता, क्योंकि ΔV, I के समानुपाती है।

तार की लाइन कितनी लंबी हो सकती है?

किसी सीमा के भीतर सबसे लंबी एक-तरफ़ा लाइन के लिए सूत्र को पुनर्व्यवस्थित करें, सीमा को भिन्न में लिखकर: L = (सीमा × V)/(2 × I × R′)। 120 V पर 15 A और 3% सीमा के साथ 12 AWG ताँबा 23.03 m (75.6 ft) तक और 10 AWG 36.62 m (120.1 ft) तक जाता है।

वोल्टेज पात तार के आकार का केवल आधा हिस्सा है

कोई तार वोल्टेज पात की जाँच में पास होकर भी अपनी धारा सुरक्षित ढोने के लिए बहुत पतला हो सकता है। पहले अपनी विद्युत संहिता के अनुसार धारा-वहन क्षमता (ampacity), इंसुलेशन की ताप रेटिंग और टर्मिनल रेटिंग से चालक का आकार तय करें, फिर पात जाँचें।

पात अपने आप में 20 °C पर केवल प्रतिरोध पर आधारित अनुमान है। 75 °C पर चल रहे ताँबे के चालक का प्रतिरोध लगभग 22% अधिक होता है, और मोटी केबलों की लंबी AC लाइनों में प्रतिघात जुड़ता है, इसलिए परिणाम सीमा के पास हो तो गुंजाइश छोड़ें।

आम गलतियाँ

  • आने-जाने की पूरी लंबाई डालना। लौटने वाले चालक के लिए एक-तरफ़ा लंबाई अपने आप दोगुनी होती है। 30 m की लाइन के लिए 60 m लिखने पर 3.91% की जगह 7.82% आता है।
  • त्रि-फ़ेज़ के वोल्टेज मिलाना। √3 वाला सूत्र लाइन धारा को 400 V जैसे लाइन-से-लाइन वोल्टेज के साथ जोड़ता है; फ़ेज़-से-न्यूट्रल वोल्टेज से भाग देने पर प्रतिशत बढ़ा-चढ़ाकर आता है।
  • फ़ीडर को भूल जाना। कुल 5% का आँकड़ा फ़ीडर और शाखा दोनों के लिए है, इसलिए 3% वाली शाखा ऊपर की हर चीज़ के लिए केवल 2% छोड़ती है।

जाँचने लायक इनपुट

  • लंबाई एक-तरफ़ा है, मीटर, फ़ुट या किलोमीटर में।
  • 1/0 से 4/0 वही आकार हैं जिन्हें 0, 00, 000 और 0000 भी लिखा जाता है।
  • व्यास नंगे चालक पर मापा जाता है, मिलीमीटर, इंच या mil में।

संबंधित कैलकुलेटर

ओम का नियम कैलकुलेटर पात के पीछे की धारा और प्रतिरोध जाँचता है। तार में बर्बाद होने वाले वाट का बिल निकालने के लिए बिजली लागत कैलकुलेटर का उपयोग करें।

हल किए गए उदाहरण

12 AWG ताँबा

गणना करें
AWG → आकार
तार गेज (AWG)
12 AWG
चालक
कॉपर
व्यास
2.05253 mm
अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल
3.30877 mm²
20 °C पर प्रतिरोध
5.211 Ω/km

जाँच का स्रोत: ρ = 1.7241e-8 Ω·m के साथ ρ/A (AWG तालिका: 2.053 mm, 3.31 mm², 5.211 Ω/km)

4/0 AWG ठीक 0.46 in है

गणना करें
AWG → आकार
तार गेज (AWG)
4/0 (0000)
चालक
कॉपर
व्यास
0.46 in
अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल
211.6 kcmil

जाँच का स्रोत: उदाहरण की जाँच: ASTM B258 परिभाषा: 4/0 = 0.4600 in = 211.6 kcmil

36 AWG ठीक 0.005 in है

गणना करें
AWG → आकार
तार गेज (AWG)
36 AWG
चालक
कॉपर
व्यास
0.127 mm
अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल
0.025 kcmil

जाँच का स्रोत: उदाहरण की जाँच: ASTM B258 परिभाषा: 36 AWG = 0.0050 in

2.05 mm का तार

गणना करें
व्यास → AWG
चालक का व्यास
2.05 mm
चालक
कॉपर
निकटतम AWG
12 AWG
सटीक गेज संख्या
12.01

जाँच का स्रोत: स्वतंत्र गणना

सवाल

अधिकतम कितना वोल्टेज पात स्वीकार्य है?

अमेरिका में NEC 210.19 की एक सूचनात्मक टिप्पणी शाखा परिपथ पर अधिकतम 3% और फ़ीडर तथा शाखा परिपथ को मिलाकर कुल 5% की सलाह देती है। यह टिप्पणी सलाह है, लागू करने योग्य नियम नहीं, हालाँकि कुछ क्षेत्राधिकार इसे अपनाते हैं। IEC 60364-5-52 और BS 7671 सार्वजनिक निम्न-वोल्टेज नेटवर्क से जुड़ी स्थापना के लिए प्रकाश पर 3% और अन्य लोड पर 5%, तथा निजी सप्लाई से 6% और 8% देते हैं।

तार में वोल्टेज पात कैसे निकालें?

धारा को उसे ले जाने वाले तार के प्रतिरोध से गुणा करें। DC या एकल-फ़ेज़ के लिए ΔV = 2 × I × R′ × L, जहाँ R′ प्रति मीटर प्रतिरोध और L एक-तरफ़ा लंबाई है; 2 जाने और लौटने वाले दोनों चालकों को गिनता है। संतुलित त्रि-फ़ेज़ के लिए 2 की जगह √3 (1.732) लें और परिणाम की तुलना लाइन-से-लाइन वोल्टेज से करें। 12 AWG ताँबे (5.21 Ω/km) के 30 m तार में 15 A पर 4.69 V का पात होता है।

AWG संख्या का तार के व्यास से क्या संबंध है?

ASTM B258 AWG को एक सूत्र से परिभाषित करता है: 36 AWG 0.005 in और 4/0 (0000) 0.46 in है, और इनके बीच 39 बराबर अनुपात वाले क़दम हैं, इसलिए हर गेज संख्या व्यास को 1.1229 गुना बदलती है। तीन गेज संख्याएँ अनुप्रस्थ काट के क्षेत्रफल को दोगुना या आधा करती हैं, और छह व्यास को। 12 AWG का व्यास 2.053 mm और धातु का क्षेत्रफल 3.31 mm² है।

यह प्रतिरोध NEC अध्याय 9 की तालिका 8 से कम क्यों है?

तालिका 8 में 75 °C पर DC प्रतिरोध है, जबकि यह कैलकुलेटर 20 °C पर ठोस चालक और IEC 60028 की ताँबे की प्रतिरोधकता (0.017241 Ω·mm²/m) लेता है। ठोस 12 AWG ताँबे के लिए तालिका 8 प्रति 1000 ft 1.93 Ω देती है, जबकि यहाँ 1.59; पूरा अंतर 55 °C अधिक तापमान का है। लड़ीदार (stranded) 12 AWG थोड़ा अधिक, प्रति 1000 ft 1.98 Ω, सूचीबद्ध है।

ऐलुमिनियम का तार ताँबे से कितना मोटा होना चाहिए?

समान प्रतिरोध और वोल्टेज पात के लिए लगभग 1.6 गुना अनुप्रस्थ काट, यानी मोटे तौर पर दो AWG आकार बड़ा। विद्युत-श्रेणी का ऐलुमिनियम ताँबे का 61% चालन करता है (IEC 60889); उसकी प्रतिरोधकता 0.028264 Ω·mm²/m है, जबकि ताँबे की 0.017241। अंतिम आकार को धारा-वहन क्षमता (ampacity) की तालिकाएँ भी पूरी करनी चाहिए, और ऐलुमिनियम के सिरों के लिए उसी के लिए रेटेड कनेक्टर चाहिए।

इस कैलकुलेटर के बारे में

d=0.005 in×92(36−n)/39,R′=ρA,ΔV=k IR′L, k=2 (DC, 1-phase), 3 (3-phase)d = 0.005\,\text{in}\times 92^{(36-n)/39},\quad R' = \frac{\rho}{A},\quad \Delta V = k\,I R' L,\ k = 2\ (\text{DC, 1-phase}),\ \sqrt3\ (\text{3-phase})

स्रोत

  1. ASTM B258 — Standard specification for standard nominal diameters and cross-sectional areas of AWG sizes
  2. IEC 60028 — International standard of resistance for copper (0.017241 Ω·mm²/m at 20 °C)
  3. NFPA 70 (NEC) 210.19(A) Informational Note — 3% branch / 5% total voltage drop guidance
  4. Wikipedia — American wire gauge (table of diameters, areas and copper resistance)

संदर्भों से जाँच की गई

इस कैलकुलेटर में स्वतंत्र स्रोतों के उत्तरों वाले 6 हल किए गए उदाहरण शामिल हैं। ये परीक्षण समूह में चलते हैं और आप इन्हें यहाँ भी चला सकते हैं।

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