원리
AWG와 sq(mm²)는 무엇이 다른가
전선 굵기를 부르는 방법은 크게 두 가지입니다. 미국식 AWG(American Wire Gauge)는 '번호'이고, 국내 KS C IEC 60228 규격의 sq(스퀘어)는 도체 단면적을 mm²로 그대로 적은 값입니다. AWG는 원래 철사를 다이스로 몇 번 뽑았는지에서 나온 번호라서 숫자가 클수록 가늘어집니다. 36 AWG를 지름 0.005인치(0.127 mm), 4/0(0000) AWG를 0.46인치로 정하고 그 사이를 39단계 등비수열로 나눴기 때문에, 3번호마다 단면적이 약 2배, 6번호마다 지름이 약 2배, 10번호마다 저항이 약 10배 차이 납니다. 반면 sq는 0.5, 0.75, 1.5, 2.5, 4, 6, 10, 16 … 처럼 정해진 공칭값만 있습니다. 자동차·옛 일본계 전선에서는 0.85, 1.25, 2, 3.5, 5.5 sq 같은 JIS 계열 값도 아직 자주 보입니다.
AWG 직경: d = 0.127 mm × 92^((36 − n) / 39) (1/0 = 0, 2/0 = −1, 3/0 = −2, 4/0 = −3) 단면적: A = π/4 × d² 도체 저항: R' = ρ(T) / A, ρ(T) = 1.72×10⁻⁸ × (1 + 0.00393 × (T − 20)) Ω·m 전압강하: ΔV = k × I × R' × L k = 2 (직류·단상), √3 (3상 선간) 최소 단면적: A_min = k × I × L × ρ / (V × 강하율)
자주 쓰는 AWG ↔ sq 대조표
| AWG | 단면적 mm² | 대체할 KS 규격(같거나 굵게) | 흔한 용도 |
|---|---|---|---|
| 28 | 0.081 | — | 리본 케이블, 신호선 |
| 24 | 0.205 | 0.5 sq (전자기기용 0.2·0.3 sq) | 신호, LAN 케이블 심선 |
| 22 | 0.326 | 0.5 sq | 센서·후크업 배선 |
| 20 | 0.518 | 0.75 sq | 저전력 DC, 소형 모터 |
| 18 | 0.823 | 1 sq (JIS 0.85) | 램프 코드, LED 스트립 전원 |
| 16 | 1.31 | 1.5 sq (JIS 1.25) | 연장 코드, 차량 액세서리 |
| 14 | 2.08 | 2.5 sq (JIS 2) | 미국 15 A 분기회로 |
| 12 | 3.31 | 4 sq (JIS 3.5) | 미국 20 A 회로, 인버터 |
| 10 | 5.26 | 6 sq (JIS 5.5) | 30 A, 태양광·배터리 |
| 8 | 8.37 | 10 sq (JIS 8) | 대전류 DC |
| 4 | 21.2 | 25 sq (JIS 22) | 배터리 케이블 |
허용전류
전선이 견디는 전류는 '절연물 온도'가 정한다
구리 자체는 수백 °C에도 녹지 않지만, 전선 피복(PVC는 보통 70 °C, XLPE는 90 °C)이 먼저 상합니다. 허용전류란 I²R 발열과 주변으로 빠져나가는 열이 평형을 이뤘을 때 도체가 절연 등급 온도를 넘지 않는 전류입니다. 그래서 같은 굵기라도 공기 중에 혼자 있는지, 전선관 속에 여러 가닥이 묶여 있는지, 주위가 몇 °C인지에 따라 값이 크게 달라집니다. 이 계산기는 IEC 60364-5-52 표 B.52.4(PVC 절연 구리, 도체 70 °C, 주위 30 °C, 부하 도체 2가닥)의 설치 방법 C(벽면에 직접 고정한 단독 케이블)와 B1(전선관 속 단심)을 기본으로 쓰고, 국내 KEC(한국전기설비규정)도 이 IEC 체계를 따릅니다. 1.5 mm² 미만은 유연 코드 전형값(BS 7671 표 4F3A: 0.5 mm² 3 A, 0.75 mm² 6 A, 1 mm² 10 A)을 보여 줍니다.
| 단면적 | 방법 C (A) | 방법 B1 (A) | 주위 40 °C 보정 후 C | 3회로 묶음 보정 후 C |
|---|---|---|---|---|
| 1.5 mm² | 19.5 | 17.5 | 16.9 | 13.7 |
| 2.5 mm² | 27 | 24 | 23.4 | 18.9 |
| 4 mm² | 36 | 32 | 31.2 | 25.2 |
| 6 mm² | 46 | 41 | 39.8 | 32.2 |
| 10 mm² | 63 | 57 | 54.6 | 44.1 |
계산 예
같은 10 A인데 왜 12 V는 6 sq, 220 V는 2.5 sq일까
- 12 V 직류, 10 A, 배터리에서 부하까지 편도 5 m, 목표 강하 3%(0.36 V): A_min = 2 × 10 × 5 × 1.72×10⁻⁸ ÷ 0.36 = 4.78 mm² → 6 sq(또는 10 AWG). 허용전류만 보면 1.5 sq(19.5 A)로 충분하지만, 저전압 직류는 전압강하가 굵기를 결정합니다. 2.5 sq면 0.69 V(5.7%), 1.5 sq면 1.15 V(9.6%)가 떨어져 모터가 힘을 잃고 기동 순간 MCU가 리셋되기 쉽습니다.
- 220 V 단상, 10 A, 편도 20 m, 목표 3%(6.6 V): A_min = 2 × 10 × 20 × 1.72×10⁻⁸ ÷ 6.6 = 1.04 mm² → 전압강하로는 1.5 sq면 되고, 허용전류도 1.5 sq가 19.5 A로 넉넉합니다. 다만 국내 콘센트 분기회로는 차단기(20 A)와의 협조 때문에 보통 2.5 sq를 씁니다.
- 같은 전력을 보낼 때 전압이 18배 높으면 전류는 1/18, 허용 강하 전압은 18배가 되어 필요한 단면적은 약 1/324로 줄어듭니다. 대전력 배선을 고전압으로 하는 이유입니다.
주의
자주 하는 실수
- 왕복 길이를 두 번 넣기: 이 계산기의 길이는 편도(전원→부하)이며 귀로(−선)는 계수 k=2로 자동 반영됩니다. 왕복 10 m를 길이 10 m로 넣으면 결과가 두 배로 비관적이 됩니다.
- AWG를 sq로 '가까운 값'으로 내림: 12 AWG(3.31 mm²) 자리에 2.5 sq를 쓰면 저항이 32% 커집니다. 항상 같거나 굵은 쪽으로.
- 인터넷 '섀시 배선' 표를 그대로 믿기: '10 AWG = 55 A' 같은 표는 공기 중 단선, 높은 도체 온도를 가정한 값이라 다발·전선관·고온 환경에서는 위험합니다.
- 단자 온도 등급 무시: 90 °C 전선을 써도 차단기·단자대가 60/75 °C 등급이면 그 온도 열의 허용전류로 제한됩니다.
- 크림프 단자 적용 범위 확인 누락: JST·몰렉스 단자는 'AWG 28~22'처럼 물릴 수 있는 굵기가 정해져 있어, 굵은 선을 억지로 물리면 접촉 저항이 커져 단자가 먼저 탑니다.
- 알루미늄선을 구리처럼 계산: 알루미늄 저항률은 약 2.82×10⁻⁸ Ω·m로 구리의 1.64배입니다. 이 계산기는 구리 전용입니다.
실무
KEMI 실무 팁
보드에 전원을 넣는 하네스는 '전선 → 커넥터 단자 → PCB 패턴' 세 군데 중 가장 약한 곳이 정격을 정합니다. 2.54 mm 핀헤더는 핀당 약 3 A, JST XH는 3 A, PH는 2 A 수준이라 전선을 굵게 해도 커넥터가 병목이 되는 경우가 흔합니다. 대전류 경로는 핀을 여러 개 병렬로 쓰거나 터미널 블록으로 바꾸고, PCB 쪽 패턴 폭은 PCB 패턴 폭 계산기로 함께 확인하세요. 시제품 하네스를 의뢰할 때는 BOM에 'UL1007 22 AWG 적색 150 mm, 양끝 XH 단자'처럼 규격·색·길이·단자를 적어 주면 재작업이 없습니다. 차량·태양광처럼 12~24 V로 수십 A를 보내는 경우는 거의 항상 전압강하가 굵기를 결정하니, 허용전류 표보다 이 계산기의 '전압강하 기준 최소 단면적'을 먼저 보세요.