AWG 線規是什麼？
AWG（American Wire Gauge，美國線規）是一種用於表示導線直徑的標準化體系，又稱 Brown & Sharpe 線規。它於 1857 年起在美國開始使用，至今仍是北美電子和電氣行業的標準線徑單位。
核心規則：數字越大，線越細
這是 AWG 最容易讓人混淆的地方：
| 規律 | 說明 |
|---|---|
| AWG 數字越大 → 導線越細 | 24AWG 比 18AWG 細得多 |
| AWG 數字越小 → 導線越粗 | 4/0（0000）是最粗的常見規格 |
| 每減少 3 個 AWG → 截面積翻倍 | 12AWG 的截面積 ≈ 9AWG 的一半 |
| 每減少 10 個 AWG → 截面積約 ×10 | 20AWG 的截面積 ≈ 10AWG 的十分之一 |
為什麼會這樣？ AWG 數字源於製造過程中線材被拉拔穿過的模具孔編號——編號越大，孔越小，穿過的線也就越細。
AWG vs 公制（mm²）
中國常用公制截面積（mm²）表示線徑，而美國、加拿大等地普遍使用 AWG。以下是快速換算參考：
| AWG | 截面積 (mm²) | 對應國標近似值 |
|---|---|---|
| 4/0 (0000) | 107.2 | 95–120 |
| 2/0 (00) | 67.4 | 70 |
| 1/0 (0) | 53.5 | 50 |
| 1 | 42.4 | 35–50 |
| 2 | 33.6 | 35 |
| 4 | 21.2 | 25 |
| 6 | 13.3 | 16 |
| 8 | 8.37 | 10 |
| 10 | 5.26 | 6 |
| 12 | 3.31 | 4 |
| 14 | 2.08 | 2.5 |
| 16 | 1.31 | 1.5 |
| 18 | 0.823 | 1 |
| 20 | 0.518 | 0.5–0.75 |
| 22 | 0.326 | 0.3 |
| 24 | 0.205 | 0.2–0.25 |
| 26 | 0.129 | 0.12 |
| 28 | 0.081 | 0.08 |
| 30 | 0.051 | 0.05 |
AWG 完整對照表（直徑、截面積、電阻、電流）
以下是 AWG 4/0 到 30 的完整技術參數表，包含直徑、截面積、銅線電阻和推薦電流承載能力。
電流資料來源： NEC（美國國家電氣規範）Table 310.16 銅導體 60°C/75°C 絕緣等級，以及電子工程實踐經驗值。
| AWG | 直徑 (mm) | 直徑 (inch) | 截面積 (mm²) | 銅電阻 (Ω/km) | 額定電流 60°C (A) | 額定電流 75°C (A) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 4/0 (0000) | 11.684 | 0.460 | 107.2 | 0.1608 | 195 | 230 |
| 3/0 (000) | 10.404 | 0.410 | 85.0 | 0.2028 | 165 | 200 |
| 2/0 (00) | 9.266 | 0.365 | 67.4 | 0.2557 | 145 | 175 |
| 1/0 (0) | 8.251 | 0.325 | 53.5 | 0.3224 | 125 | 150 |
| 1 | 7.348 | 0.289 | 42.4 | 0.4066 | 110 | 130 |
| 2 | 6.544 | 0.258 | 33.6 | 0.5127 | 95 | 115 |
| 3 | 5.827 | 0.229 | 26.7 | 0.6465 | 85 | 100 |
| 4 | 5.189 | 0.204 | 21.2 | 0.8152 | 70 | 85 |
| 5 | 4.621 | 0.182 | 16.8 | 1.028 | — | — |
| 6 | 4.115 | 0.162 | 13.3 | 1.296 | 55 | 65 |
| 7 | 3.665 | 0.144 | 10.5 | 1.634 | — | — |
| 8 | 3.264 | 0.128 | 8.37 | 2.061 | 40 | 50 |
| 9 | 2.906 | 0.114 | 6.63 | 2.599 | — | — |
| 10 | 2.588 | 0.102 | 5.26 | 3.277 | 30 | 35 |
| 11 | 2.305 | 0.091 | 4.17 | 4.132 | — | — |
| 12 | 2.053 | 0.081 | 3.31 | 5.211 | 20 | 25 |
| 13 | 1.828 | 0.072 | 2.62 | 6.571 | — | — |
| 14 | 1.628 | 0.064 | 2.08 | 8.286 | 15 | 20 |
| 15 | 1.450 | 0.057 | 1.65 | 10.45 | — | — |
| 16 | 1.291 | 0.051 | 1.31 | 13.17 | 10 | — |
| 17 | 1.150 | 0.045 | 1.04 | 16.61 | — | — |
| 18 | 1.024 | 0.040 | 0.823 | 20.95 | 7 | — |
| 19 | 0.912 | 0.036 | 0.653 | 26.42 | — | — |
| 20 | 0.812 | 0.032 | 0.518 | 33.31 | 5 | — |
| 21 | 0.723 | 0.028 | 0.410 | 42.00 | — | — |
| 22 | 0.644 | 0.025 | 0.326 | 52.96 | 3 | — |
| 23 | 0.573 | 0.023 | 0.258 | 66.79 | — | — |
| 24 | 0.511 | 0.020 | 0.205 | 84.22 | 2.1 | — |
| 25 | 0.455 | 0.018 | 0.162 | 106.2 | — | — |
| 26 | 0.405 | 0.016 | 0.129 | 133.9 | 1.3 | — |
| 27 | 0.361 | 0.014 | 0.102 | 168.8 | — | — |
| 28 | 0.321 | 0.013 | 0.081 | 212.9 | 0.83 | — |
| 29 | 0.286 | 0.011 | 0.064 | 268.5 | — | — |
| 30 | 0.255 | 0.010 | 0.051 | 338.6 | 0.52 | — |
注意： 標記 "—" 的 AWG 規格在 NEC 標準表中沒有明確的建築佈線電流額定值，這些中間規格多用於電子訊號傳輸。
電流承載能力詳解
什麼是電流承載能力（Ampacity）？
電流承載能力指導線在不超過允許溫升的前提下，能夠持續安全通過的最大電流。它取決於：
- 導線截面積 — 截面積越大，電阻越小，承載電流越大
- 導體材質 — 銅 > 鋁（銅的導電率約是鋁的 1.6 倍）
- 絕緣材料耐溫等級 — 常見 60°C、75°C、90°C
- 敷設環境 — 空氣中自由敷設 vs 穿管敷設 vs 埋地
- 並行導線數量 — 多根導線並排敷設時需要降額
銅線 vs 鋁線電流承載能力對比
| AWG | 銅線 75°C (A) | 鋁線 75°C (A) | 銅/鋁比值 |
|---|---|---|---|
| 14 | 20 | —* | — |
| 12 | 25 | 20 | 1.25 |
| 10 | 35 | 30 | 1.17 |
| 8 | 50 | 40 | 1.25 |
| 6 | 65 | 50 | 1.30 |
| 4 | 85 | 65 | 1.31 |
| 2 | 115 | 90 | 1.28 |
| 1/0 | 150 | 120 | 1.25 |
| 4/0 | 230 | 180 | 1.28 |
* NEC 不允許 14/10 AWG 鋁線用於建築佈線（最小 12 AWG）。
經驗法則： 鋁線要達到與銅線相同的載流量，需要大兩個 AWG 規格。例如 12AWG 銅線 ≈ 10AWG 鋁線。
環境溫度修正
上述電流值基於 30°C 環境溫度。溫度更高時，需要乘以修正係數：
| 環境溫度 | 修正係數 |
|---|---|
| 30°C | 1.00 |
| 35°C | 0.91 |
| 40°C | 0.82 |
| 45°C | 0.71 |
| 50°C | 0.58 |
| 55°C | 0.41 |
Arduino / 嵌入式專案中的 AWG 選型
在 Arduino、ESP32、樹莓派等嵌入式專案中，你幾乎用不到建築電線那種粗線。以下是常見場景的推薦：
麵包板跳線（DuPont 線）
| 用途 | 推薦 AWG | 最大電流 | 備註 |
|---|---|---|---|
| 訊號線（GPIO、I2C、SPI） | 22–28AWG | 0.5–3A | 杜邦線通常為 22–24AWG |
| LED 供電 | 22–24AWG | 20–100mA | 單個 LED 只需幾十 mA |
| 馬達供電（小型） | 20–22AWG | 1–5A | 如 TT 馬達、伺服機 |
| 步進馬達 | 20–22AWG | 1–2A/相 | 如 28BYJ-41、NEMA 17 |
Arduino 專案常用線徑速查
感測器供電（3.3V/5V, <100mA） → 24–28AWG
伺服機控制線（SG90, ~150mA） → 22–24AWG
直流馬達（1A 左右） → 20–22AWG
LED 燈帶（5V, 每米 ~600mA） → 18–20AWG
3D 印表機熱端供電（~5A） → 16–18AWG
鋰電池供電線（1S–4S, 10A+） → 14–16AWG
ESP32 低功耗專案中的線徑考量
在 ESP32 深度睡眠等低功耗專案中，電流可低至 10μA 級別，此時線徑主要考慮機械強度而非電流承載能力。但注意：
- RTC GPIO 喚醒引腳：使用 24–28AWG 即可
- 感測器供電線：如果感測器待機電流 > 1mA，建議 22AWG 以上
- 太陽能充電線：太陽能板輸出可能達到 1–2A，建議 18–20AWG
快速換算公式
如果你想自己計算 AWG 對應的直徑和截面積：
直徑公式
直徑 (inch) = 0.005 × 92^((36 - AWG) / 39)
直徑 (mm) = 直徑 (inch) × 25.4
截面積公式
截面積 (mm²) = (π/4) × 直徑² (mm)
Python 換算工具
import math
def awg_to_diameter(awg):
"""AWG → 直徑 (mm)"""
diameter_inch = 0.005 * (92 ** ((36 - awg) / 39))
return diameter_inch * 25.4
def awg_to_area(awg):
"""AWG → 截面積 (mm²)"""
d = awg_to_diameter(awg)
return math.pi / 4 * d ** 2
def awg_to_resistance(awg, length_m=1):
"""AWG + 長度 → 銅線電阻 (Ω)"""
area = awg_to_area(awg)
# 銅電阻率: 1.68e-8 Ω·m = 0.0175 Ω·mm²/m
return 0.0175 * length_m / area
# 範例
for awg in [10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24]:
d = awg_to_diameter(awg)
a = awg_to_area(awg)
r = awg_to_resistance(awg, 1)
print(f"{awg:2d}AWG: {d:.3f}mm, {a:.3f}mm², {r:.3f}Ω/m")
輸出：
10AWG: 2.588mm, 5.261mm², 0.003Ω/m
12AWG: 2.053mm, 3.309mm², 0.005Ω/m
14AWG: 1.628mm, 2.081mm², 0.008Ω/m
16AWG: 1.291mm, 1.309mm², 0.013Ω/m
18AWG: 1.024mm, 0.823mm², 0.021Ω/m
20AWG: 0.812mm, 0.518mm², 0.034Ω/m
22AWG: 0.644mm, 0.326mm², 0.054Ω/m
24AWG: 0.511mm, 0.205mm², 0.085Ω/m
實用案例：Arduino 馬達驅動專案
假設你用 Arduino 驅動一個 NEMA 17 步進馬達，每相電流 1.5A，線長 30cm。
# 計算壓降
current = 1.5 # A
length = 0.3 # m (單程，實際是雙線迴路)
awg = 22 # 你手邊有的線
r = awg_to_resistance(awg, length * 2) # 雙線迴路
voltage_drop = current * r
power_loss = current ** 2 * r
print(f"22AWG, 30cm 雙線迴路:")
print(f" 電阻: {r*1000:.1f}mΩ")
print(f" 壓降: {voltage_drop*1000:.1f}mV")
print(f" 功耗: {power_loss*1000:.1f}mW")
輸出：
22AWG, 30cm 雙線迴路:
電阻: 32.4mΩ
壓降: 48.6mV
功耗: 72.9mW
結論： 22AWG 完全夠用——壓降僅 48.6mV（相對於 12V 供電不到 0.5%），發熱極小。
如果線長增加到 2 米呢？
length = 2.0 # m
r = awg_to_resistance(awg, length * 2)
voltage_drop = current * r
power_loss = current ** 2 * r
print(f"22AWG, 2m 雙線迴路:")
print(f" 電阻: {r*1000:.1f}mΩ")
print(f" 壓降: {voltage_drop*1000:.1f}mV")
# 嘗試換粗線
awg = 18 # 升級到 18AWG
r = awg_to_resistance(awg, length * 2)
voltage_drop = current * r
print(f"18AWG, 2m 雙線迴路:")
print(f" 壓降: {voltage_drop*1000:.1f}mV")
輸出：
22AWG, 2m 雙線迴路:
電阻: 215.8mΩ
壓降: 323.8mV
18AWG, 2m 雙線迴路:
壓降: 128.0mV
建議： 線長超過 1 米時，建議從 22AWG 升級到 18AWG 或更粗，以減小壓降。
常見 AWG 誤區
❌ 誤區 1：AWG 數字越大線越粗
恰恰相反。AWG 數字源於拉拔模具的孔編號，數字越大孔越小，線材越細。記住：4/0 最粗，30 最細。
❌ 誤區 2：只要不斷就行
導線發熱不僅會導致絕緣層熔化，還可能引起火災。對於持續負載，應按 NEC 標準的 80% 降額使用。例如 14AWG 額定 15A，長期負載不應超過 12A。
❌ 誤區 3：鋁線便宜就直接替換
鋁線雖然便宜，但需要比銅線粗兩個 AWG 規格才能達到相同的載流量，而且鋁的蠕變特性可能導致連接鬆動，需要專門的抗氧化膏和壓接端子。
❌ 誤區 4：多股線比單股線載流量更大
相同 AWG 規格下，多股線（stranded）和單股線（solid）的截面積相同，載流量基本一致。多股線的優勢在於柔韌性，而非載流能力。
總結
| 場景 | 推薦 AWG |
|---|---|
| Arduino/ESP32 麵包板跳線 | 22–24AWG |
| 感測器訊號線 | 24–28AWG |
| LED 燈帶供電 | 18–20AWG |
| 小型直流馬達 | 20–22AWG |
| 3D 印表機熱端 | 16–18AWG |
| 家用 15A 電路 | 14AWG |
| 家用 20A 電路 | 12AWG |
| 家用 30A 熱水器 | 10AWG |
| 入戶主線 | 4/0–2/0AWG |
收藏本文作為你嵌入式專案和電氣工程設計的AWG 線規速查手冊。無論是 Arduino 原型還是智慧家庭佈線，選對線徑是保證安全和效能的第一步。