KEMI Docs · 회로 실무
전선 굵기 선택 — AWG·sq, 허용전류와 전압강하
마지막 갱신: 2026-10-04
전선 굵기는 대개 '이 전류면 이 정도'라는 감으로 정해집니다. 짧은 배선에서는 그 감이 대체로 맞지만, 배선이 길어지거나 전압이 낮아지면 전선이 타지는 않아도 전압이 모자라 기기가 리셋되는 일이 생깁니다. 이 글은 전자기기·하네스 배선 기준으로 AWG와 sq(mm²) 환산, 허용전류와 전압강하라는 두 기준, 커넥터 단자와의 관계, 그리고 전선 사양에서 놓치기 쉬운 것들을 정리합니다. 건물 전기 배선(상용 전원 간선·분기)은 한국전기설비규정(KEC) 등 법규를 따르는 영역이라 이 글의 범위가 아닙니다.
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AWG와 sq — 두 체계
AWG(American Wire Gauge)는 숫자가 클수록 가는 역방향 체계입니다. 3단계마다 단면적이 약 2배, 6단계마다 지름이 약 2배가 됩니다(AWG 22 → 19면 단면적 2배). 국내에서 흔히 쓰는 sq는 square millimeter, 즉 도체 단면적(mm²)입니다. 국내 시장에는 IEC 60228 계열(0.5·0.75·1.0·1.5·2.5sq)과 일본 JIS 계열에서 온 0.85·1.25·2.0·3.5·5.5sq가 함께 유통되므로, 정확히 같은 굵기의 대응은 드물고 '가장 가까운 것'으로 환산합니다.
| AWG | 지름(mm) | 단면적(mm²) | 가까운 sq | 저항(mΩ/m, 20°C) |
|---|---|---|---|---|
| 30 | 0.25 | 0.05 | — | 338 |
| 28 | 0.32 | 0.08 | — | 212 |
| 26 | 0.40 | 0.13 | — | 134 |
| 24 | 0.51 | 0.20 | 0.2sq | 84 |
| 22 | 0.64 | 0.33 | 0.3sq | 53 |
| 20 | 0.81 | 0.52 | 0.5sq | 33 |
| 18 | 1.02 | 0.82 | 0.75~0.85sq | 21 |
| 16 | 1.29 | 1.31 | 1.25sq | 13 |
| 14 | 1.63 | 2.08 | 2.0sq | 8.3 |
| 12 | 2.05 | 3.31 | 3.5sq | 5.2 |
| 10 | 2.59 | 5.26 | 5.5sq | 3.3 |
지름과 단면적은 단선 기준의 AWG 정의값입니다. 연선은 가닥 사이 틈 때문에 같은 단면적이라도 바깥지름이 조금 더 큽니다. 저항은 구리 비저항(20°C 기준 0.0172Ω·mm²/m)으로 계산했고, 온도가 1°C 오를 때마다 약 0.39%씩 커집니다. 전선이 60°C까지 데워지면 저항은 상온보다 약 16% 큽니다.
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허용전류 — 전선이 견디는 전류
허용전류는 '도체 온도가 절연체 정격 온도를 넘지 않는 전류'입니다. 그래서 같은 굵기라도 절연체 정격(80°C PVC인지 105°C인지, 200°C 실리콘인지), 주위 온도, 묶음 여부(하네스 안에서 여러 가닥이 함께 발열), 케이스 밀폐 여부에 따라 크게 달라집니다. 표준마다 표가 다르고 조건도 달라서, 단일 숫자를 외우기보다 보수적인 실무 기준을 두는 것이 안전합니다. 아래는 KEMI가 소형 전자기기 내부 배선(단독 배선, 상온, 수십 cm 이내)에 쓰는 기준이며, 규격값이 아니라 보수적인 내부 기준입니다.
| AWG | KEMI 실무 기준 전류 | 흔한 용도 |
|---|---|---|
| 28~26 | 1A 이하 | 신호선, 센서, 리본 케이블 |
| 24 | 2A 이하 | 소형 모터·LED, 디버그 케이블 전원 |
| 22 | 3A 이하 | 일반 내부 배선(UL1007 22AWG가 가장 흔함) |
| 20 | 5A 이하 | 전원 입력, 중형 모터 |
| 18 | 7A 이하 | 전원 간선, 5V 대전류 |
| 16 | 10A 이하 | 12/24V 전원 간선 |
| 14 | 15A 이하 | 대전류 전원, 배터리 |
| 12 | 20A 이하 | 배터리 직결, 인버터 입력 |
하네스 안에서 전류가 흐르는 선이 여러 가닥 묶여 있거나, 밀폐 케이스 안이거나, 주위 온도가 높으면 위 값보다 낮춰 잡습니다. 반대로 실리콘 절연 고온 전선은 같은 굵기로 더 많은 전류를 흘릴 수 있지만, 그때는 전선 끝의 커넥터·단자가 먼저 한계에 닿는 경우가 많습니다.
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전압강하 — 낮은 전압·긴 배선에서는 이쪽이 굵기를 정한다
전선 저항 R = ρ × L / A에서 L은 왕복 길이입니다. 전류는 +선으로 가서 −선(GND)으로 돌아오므로, 기기까지 3m면 계산 길이는 6m입니다. 이것을 빼먹는 것이 가장 흔한 실수입니다. 몇 가지 예를 보면 감이 옵니다.
| 상황 | 전선 | 왕복 저항 | 강하 | 비율 |
|---|---|---|---|---|
| 12V LED 5A, 거리 3m | 0.75sq | 0.138Ω | 0.69V | 5.7% |
| 12V LED 5A, 거리 3m | 1.25sq | 0.083Ω | 0.41V | 3.4% |
| 12V LED 5A, 거리 3m | 2.0sq | 0.052Ω | 0.26V | 2.1% |
| 5V 5A, 거리 1m | AWG 22 | 0.106Ω | 0.53V | 10.6% |
| USB 5V 2A, 1m 케이블 | 전원선 AWG 28 | 0.425Ω | 0.85V | 17% |
마지막 줄이 실무에서 자주 보는 문제입니다. 저가 USB 케이블은 전원선이 AWG 28급인 경우가 있어서, 2A를 흘리면 케이블에서만 0.85V가 떨어집니다. 기기 쪽에서 4.2V 남짓을 받게 되어 충전이 느려지거나 모터·무선 모듈이 동작할 때 리셋됩니다. 5V 이하의 낮은 전압일수록 같은 강하가 차지하는 비율이 커지므로, 저전압 대전류 배선은 허용전류가 아니라 전압강하로 굵기를 정합니다. 허용 강하는 보통 공급 전압의 2~5%로 잡고, 부하의 최소 동작 전압과 비교해 확정합니다.
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실전 예 — 24V 모터 배선
제어반에서 5m 떨어진 24V 4A 모터에 전원을 보냅니다. 허용 강하를 3%(0.72V)로 잡으면 왕복 저항은 0.72 / 4 = 0.18Ω 이하여야 합니다. 왕복 10m이므로 필요한 단면적은 A ≥ 0.0172 × 10 / 0.18 = 0.96mm²입니다. 0.75sq는 강하 3.8%로 탈락, 1.0sq는 2.9%로 간신히 통과, 1.25sq는 2.3%로 여유가 있습니다. 허용전류만 보면 4A는 AWG 20(0.5sq)으로도 충분하지만, 거리 때문에 두 단계 이상 굵어진 것입니다. 모터는 기동 전류가 정격의 몇 배이므로, 기동 순간 강하로 제어 회로가 리셋되지 않는지도 함께 봅니다. 이 경우 KEMI는 1.25sq를 고릅니다.
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하네스·커넥터와의 관계
- 크림프 단자는 받을 수 있는 AWG 범위가 품번마다 정해져 있습니다. 소형 커넥터일수록 상한이 낮아서, 2.0mm 피치 계열은 AWG 24, 2.5mm 피치 계열은 AWG 22가 상한인 단자가 일반적입니다. 전류 때문에 전선을 굵게 바꾸면 단자에 들어가지 않을 수 있으니 전선과 단자를 함께 정합니다.
- 단자에는 피복 바깥지름 범위도 있습니다. 같은 AWG라도 피복이 두꺼운 600V급 전선은 소형 단자의 피복 압착부에 들어가지 않는 경우가 있습니다.
- 커넥터의 핀당 정격 전류는 '그 커넥터가 허용하는 가장 굵은 전선을 썼을 때' 기준인 경우가 많습니다. 가는 전선을 쓰면 실제 허용 전류는 그보다 낮아집니다.
- 전류가 경계에 걸리면 핀 2개와 전선 2가닥을 병렬로 쓰는 것이 더 큰 커넥터로 바꾸는 것보다 싸고 확실합니다.
- 커넥터 계열별 전류·AWG 대응은 커넥터 선택 가이드에 정리해 두었습니다.
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전선 사양에서 놓치기 쉬운 것
- 절연 등급: 국내에서 흔한 UL1007은 300V·80°C, UL1015는 600V·105°C, UL1061은 피복이 얇은 300V·80°C 전선입니다. 상용 전원이 지나가는 기기 내부 배선은 전압 등급을 먼저 확인합니다.
- 연선 vs 단선: 움직이거나 진동이 있는 곳은 연선, 브레드보드·고정 배선은 단선. 단선을 크림프하거나 반복해서 구부리면 끊어집니다.
- 나사 단자에 납으로 굳힌 선 끝을 물리지 않는다: 솔더가 압력에 서서히 눌려(크리프) 접촉이 헐거워지고, 발열과 접촉 불량의 원인이 됩니다. 연선 끝에는 페룰(봉형 단자)을 압착합니다.
- CCA 전선 주의: 구리 피복 알루미늄(CCA) 전선은 겉보기는 구리지만 저항이 같은 굵기 구리선보다 약 1.5~1.6배 큽니다. 저가 전선·케이블에서 흔하므로, 대전류 배선은 '무산소동' 또는 순동 표기를 확인합니다.
- 퓨즈는 전선을 보호한다: 퓨즈 정격은 부하가 아니라 그 퓨즈 뒤의 가장 가는 전선이 견디는 전류로 정합니다. 굵은 간선에서 가는 분기선이 갈라지면 분기선에도 퓨즈가 필요합니다.
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자주 하는 실수
- 편도 길이로 전압강하를 계산한다. 왕복입니다.
- 허용전류만 보고 굵기를 정한다. 5V·12V 장거리 배선은 대개 전압강하가 굵기를 정합니다.
- AWG 숫자 방향을 헷갈린다. 숫자가 클수록 가늡니다.
- 전선만 굵게 바꾸고 단자 AWG 범위를 확인하지 않는다.
- 기동 전류를 잊는다. 모터·히터·대용량 커패시터 부하는 순간 전류가 정격의 몇 배입니다.
- 케이블 사양을 믿는다. 저가 케이블의 전원선 굵기와 재질은 표기와 다를 수 있으니, 대전류 용도는 실측(전류를 흘리고 양 끝 전압 측정)으로 확인합니다.
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실무 체크리스트
- 정격 전류와 기동(피크) 전류를 확인했는가?
- 왕복 길이로 전압강하를 계산했고, 공급 전압의 2~5% 안인가?
- 부하의 최소 동작 전압 대비 여유가 있는가?
- 허용전류 기준(묶음·온도·밀폐 보정 포함)을 만족하는가?
- 크림프 단자의 AWG 범위와 피복 외경 범위에 맞는가?
- 커넥터 핀당 정격을 넘지 않는가? 넘으면 병렬 핀을 쓰는가?
- 절연 전압·온도 등급이 사용 조건에 맞는가?
- 퓨즈가 가장 가는 전선을 보호하도록 정해졌는가?
FAQ
AWG를 sq로 정확히 바꾸는 공식이 있나요?
있습니다. 지름 d(mm) = 0.127 × 92^((36 − AWG) / 39), 단면적 = π × d² / 4입니다. 다만 시중 전선 규격은 정확히 같은 단면적이 드물어서, 계산 후 가까운 굵은 쪽 규격을 고릅니다.
전선을 두 가닥 병렬로 쓰면 굵은 전선 하나와 같나요?
전기적으로는 단면적이 더해지므로 같습니다. 다만 두 가닥이 같은 길이·같은 단자로 연결되어 전류가 고르게 나뉘어야 하고, 한 가닥이 빠지면 나머지 한 가닥이 전류를 다 받게 된다는 점을 고려합니다.
자동차 배선은 어떤 전선을 쓰나요?
자동차용은 내열·내유성 피복을 쓴 전용 전선(AVS·AVSS 등 JASO 계열이나 ISO 6722 규격 전선)을 씁니다. 엔진룸처럼 고온인 곳은 내열 등급을 더 높입니다.
전선 온도로 굵기가 적당한지 확인할 수 있나요?
정격 부하에서 전선 표면이 손으로 잡기 불편할 정도(약 50°C 이상)로 뜨거우면 굵기를 올리는 것이 좋습니다. 단자·커넥터 부위가 전선보다 뜨거우면 접촉 저항 문제이므로 압착 상태를 먼저 확인합니다.
함께 보기
이 문서는 KEMI가 실제 설계·발주 업무에서 쓰는 기준을 정리한 것입니다. 실제 제작 시에는 부품 데이터시트와 제조 사양이 우선합니다.