電線電壓降計算與 AWG 銅線電阻速查表:長度、電流和截面積
電線的電壓降會隨導體電阻、電流和線長增加。這篇文章用標準退火銅線在 20°C 的 AWG 電阻作估算,提供直流兩線回路公式和完整對照表。它不提供安全載流量、斷路器額定值或建築配線選線結論;那些要依線材絕緣、敷設方式、環境溫度、並聯數、端子及當地電氣規範核定。
快速換算與壓降公式
| 用途 | 公式 | 說明 |
|---|---|---|
| Ω/1000 ft → Ω/km | Ω/km = (Ω/1000 ft) × 3.28084 |
1000 ft = 304.8 m;故每 km 電阻約為每 1000 ft 的 3.28084 倍 |
| Ω/km → Ω/1000 ft | Ω/1000 ft = (Ω/km) ÷ 3.28084 |
反向換算 |
| 導體每米電阻 | R = Rkm ÷ 1000 |
Rkm 為單根導體在 20°C 的 Ω/km |
| 直流兩線回路電壓降 | ΔV = 2 × L × I × Rkm ÷ 1000 |
L 是電源到負載的單程距離(m),係數 2 已計入去線與回線 |
| 直流電壓降百分比 | ΔV% = (ΔV ÷ Vsource) × 100% |
Vsource 是負載端以外的電源端電壓 |
| 由截面積估算單導體電阻 | R = ρ × L ÷ A |
20°C 標準退火銅可用 ρ ≈ 0.017241 Ω·mm²/m;L 用 m、A 用 mm² |
若負載電流在多條導體間分流,或為三相交流、多芯電纜、長距離交流線路,須按電路結構、功率因數、交流電抗和標準計算;不可照搬直流兩線公式的係數 2。
標準退火銅 AWG 電阻完整對照表
下表依 NIST Handbook 100 的 Table 6 抄錄標準退火銅在 20°C 的直流電阻,完整範圍為 0000(4/0)至 56 AWG。Ω/1000 ft 是每一條導體的電阻;需要公制時乘 3.28084 得 Ω/km。不同純度、硬度、鍍層、絞線結構和實際導體溫度會改變電阻。
| AWG | 電阻(Ω/1000 ft,20°C) | AWG | 電阻(Ω/1000 ft,20°C) |
|---|---|---|---|
| 0000 (4/0) | 0.04901 | 29 | 81.2 |
| 000 (3/0) | 0.06182 | 30 | 104 |
| 00 (2/0) | 0.07793 | 31 | 131 |
| 0 (1/0) | 0.09825 | 32 | 162 |
| 1 | 0.1239 | 33 | 206 |
| 2 | 0.1563 | 34 | 261 |
| 3 | 0.1971 | 35 | 331 |
| 4 | 0.2485 | 36 | 415 |
| 5 | 0.3134 | 37 | 512 |
| 6 | 0.3952 | 38 | 648 |
| 7 | 0.4981 | 39 | 847 |
| 8 | 0.6281 | 40 | 1080 |
| 9 | 0.7925 | 41 | 1320 |
| 10 | 0.9988 | 42 | 1660 |
| 11 | 1.26 | 43 | 2140 |
| 12 | 1.59 | 44 | 2590 |
| 13 | 2.00 | 45 | 3350 |
| 14 | 2.52 | 46 | 4210 |
| 15 | 3.18 | 47 | 5290 |
| 16 | 4.02 | 48 | 6750 |
| 17 | 5.05 | 49 | 8420 |
| 18 | 6.39 | 50 | 10600 |
| 19 | 8.05 | 51 | 13400 |
| 20 | 10.1 | 52 | 17000 |
| 21 | 12.8 | 53 | 21200 |
| 22 | 16.2 | 54 | 27000 |
| 23 | 20.3 | 55 | 34300 |
| 24 | 25.7 | 56 | 43200 |
| 25 | 32.4 | — | — |
| 26 | 41.0 | — | — |
| 27 | 51.4 | — | — |
| 28 | 65.3 | — | — |
表值採 NIST 表格的有效位數,不代表現場電纜的保證電阻。NIST 指出其表依標準退火銅電阻率計算;硬拉銅等其他材料狀態需作修正。選購時可另對照AWG 線徑、截面積與直徑換算表,但截面積換算仍不能取代線材製造商的電阻規格。
壓降估算例子
假設 12 V 直流設備使用 AWG 14 銅線,電源到負載的單程距離 10 m,負載電流 5 A,導體先按 20°C 標準退火銅估算:
- AWG 14 的單根電阻為
2.52 Ω/1000 ft。 - 換成公制:
2.52 × 3.28084 ≈ 8.27 Ω/km。 - 兩線回路壓降:
ΔV = 2 × 10 × 5 × 8.27 ÷ 1000 ≈ 0.827 V。 - 相對 12 V 的壓降約為
0.827 ÷ 12 × 100% ≈ 6.9%。
此例只是穩態電阻估算。導體升溫時電阻上升,端子接觸電阻、開關、保險絲、接頭和電源內阻也會增加總壓降;量實際系統應在預期負載下量測供電端和負載端電壓。
查表做估算的順序
| 步驟 | 操作 | 例子 |
|---|---|---|
| 1 | 量電源到負載的單程路徑長度 L | 10 m |
| 2 | 取得實際負載電流 I | 5 A |
| 3 | 依線材標記查 AWG,或取得製造商的 Ω/km | AWG 14 約 8.27 Ω/km(20°C) |
| 4 | 判定回路是兩線直流或其他結構 | 兩線直流使用係數 2 |
| 5 | 算 ΔV = 2LIRkm/1000,再除以供電電壓求百分比 |
約 0.827 V、6.9%(12 V 系統) |
| 6 | 對照系統設計規格和元件容許電壓,再用實際溫度和敷設條件核算 | 不以單一百分比代替當地規範或設備規格 |
導體溫度與電阻的影響
銅導體的電阻會隨溫度上升。以 NIST 標準退火銅表列溫度係數 α20 ≈ 0.00393/°C 作近似時:
RT ≈ R20 × [1 + 0.00393 × (T − 20)]
其中 R20 是 20°C 電阻,T 是導體溫度 °C。這是均質銅導體的電阻修正估算,不可用來替代絕緣耐溫等級、終端額定值或敷設環境的設計校核。鋁、鍍層、不同銅純度或其他材料須使用該材料的電阻率/溫度係數。
壓降和載流量不可混為一談
| 查詢項目 | 它回答的問題 | 主要決定因素 |
|---|---|---|
| 電壓降 | 負載工作時,線路兩端電壓差多少? | 導體電阻、路徑長度、電流、溫度、交流電抗和接頭 |
| 載流量/安培容量 | 在指定敷設和散熱條件下,導體可持續承載多少電流而不超過限制? | 線徑、導體金屬、絕緣溫度等級、環境溫度、集束、管槽、端子和規範 |
| 過電流保護 | 故障或過載時,保護裝置能否在要求內切斷? | 斷路器/保險絲、導體保護、故障電流、切斷時間和法規 |
單靠電壓降表不能選定家用固定配線的線徑或斷路器。固定配線、潮濕區、建築內配線及大電流設備應依所在地最新電氣規範,交由合格電氣專業人員設計和施工。
相關換算與來源
- AWG 電線線徑對照:截面積、直徑與公制換算:線規和幾何尺寸換算。
- 電壓、電流、電阻與功率:歐姆定律公式換算:基本電路變數和功率關係。
- NIST Handbook 100:Copper Wire Tables:Table 6 列出標準退火銅 AWG 線在多種溫度下的 Ω/1000 ft;Table 11 提供公制電阻資料。本文轉列 Table 6 的 20°C 電阻值。
- Electrical Installation Guide:Calculation of voltage drop in steady load conditions:說明交流單相和三相線路壓降計算中電阻、電抗、電流及長度的參數。
查核日期:2026-10-06。表格僅作標準退火銅導體電阻與簡化壓降估算;實際導體規格、線長、敷設方式和法規要求須逐案核對。不可用本文判斷電線安全載流量或取代電氣工程設計。