מחשבון חתך כבלים

שטח חתך הכבל מחושב באמצעות הנוסחה: A = (k × ρ × I × L) / V_drop, כאשר k הוא מקדם המערכת (2 למערכת חד-פאזית/DC, √3 למערכת תלת-פאזית), ρ היא ההתנגדות הסגולית של המוליך, I הוא הזרם, ו-L הוא אורך הכבל בכיוון אחד.

יש לעגל את הערך המחושב כלפי מעלה לגודל התקני הבא לפי IEC 60228 כדי להבטיח שמפל המתח בפועל יישאר בגבולות המותרים.

מפל מתח גדול מדי גורם לכך שהציוד מקבל מתח נמוך מהמתח הנקוב שלו, וכתוצאה מכך:

• התחממות יתר של המנוע וירידה במומנט
• עמעום או הבהוב של אורות
• תפקוד לקוי של ציוד אלקטרוני רגיש
• עלייה בהפסדי האנרגיה בכבל

רוב תקני החשמל (IEC 60364, NEC) ממליצים לשמור על מפל מתח נמוך מ-3–5% מנקודת ההזנה ועד לעומס.

לנחושת (ρ = 0.0175 Ω·mm²/m) התנגדות סגולית נמוכה יותר מזו של אלומיניום (ρ = 0.0283 Ω·mm²/m), ולכן כבלי נחושת זקוקים לשטחי חתך קטנים יותר עבור אותו זרם. עם זאת:

• נחושת: מוליכות טובה יותר, ממדים קטנים יותר, קל יותר לבצע חיבורי קצה, חיי שירות ארוכים יותר
• אלומיניום: משקל נמוך יותר (~30% ממשקל הנחושת), זול משמעותית, מועדף לחלוקת חשמל בהיקף גדול

עבור אותה יכולת נשיאת זרם, אלומיניום דורש בקירוב שטח חתך בגודל 1.6× מזה של נחושת.

שטחי החתך התקניים של כבלים לפי IEC 60228 הם:

• קטנים: 0.75, 1.0, 1.5, 2.5, 4, 6 mm²
• בינוניים: 10, 16, 25, 35, 50 mm²
• גדולים: 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300 mm²

יש תמיד לעגל את שטח החתך המחושב כלפי מעלה לגודל התקני הבא — לעולם אין לעגל כלפי מטה.

המרות נפוצות מ-AWG ל-mm²:

• 14 AWG ≈ 2.08 mm² (הגודל התקני הקרוב ביותר: 2.5 mm²)
• 12 AWG ≈ 3.31 mm² (הגודל התקני הקרוב ביותר: 4 mm²)
• 10 AWG ≈ 5.26 mm² (הגודל התקני הקרוב ביותר: 6 mm²)
• 8 AWG ≈ 8.37 mm² (הגודל התקני הקרוב ביותר: 10 mm²)
• 6 AWG ≈ 13.3 mm² (הגודל התקני הקרוב ביותר: 16 mm²)
• 4 AWG ≈ 21.2 mm² (הגודל התקני הקרוב ביותר: 25 mm²)
• 2 AWG ≈ 33.6 mm² (הגודל התקני הקרוב ביותר: 35 mm²)
• 1/0 AWG ≈ 53.5 mm² (הגודל התקני הקרוב ביותר: 50 mm²)
• 4/0 AWG ≈ 107 mm² (הגודל התקני הקרוב ביותר: 120 mm²)

הנוסחה היא: mm² = 0.012668 × 92^{((36−AWG)/19.5)}