Zwölf-Gauge-Draht und zwanzig-Ampere-Stromkreise passen so gut zusammen, dass die Fragen in der Regel aus einer anderen Quelle stammen. Es kann sein, dass der Installateur ein Stück 12/3 von einem früheren Verdrahtungsprojekt übrig hat oder dass der Lieferant nur 12/3-Kabel auf Lager hat. Die Frage stellt sich, ob die Anwesenheit eines zusätzlichen Leiters irgendwelche Konsequenzen für die Hausverdrahtung hat. Die Antwort scheint einfach, wirft jedoch einige Codefragen auf, die die Verwendung von Drähten betreffen, einschließlich der Einschränkungen für kleine Leiter im National Electrical Code, wie Zwölf-Gauge-Draht zwanzig Ampere tragen kann, bevor Probleme mit dem Spannungsabfall auftreten, welche Vorteile ein zusätzlicher Leiter bieten kann und was passiert, wenn ein Leiter als unterdimensioniert befunden wird. Der folgende Leitfaden behandelt all diese Aspekte sowie die Installationsanforderungen für Steckdosen.
Kurze Antwort: Tatsächlich ist 12/3 Kupferdraht für einen 20 A Steckdosenstromkreis geeignet und entspricht der im National Electrical Code (NEC) in Artikel 240.4(D) genannten minimalen erforderlichen Drahtgröße. Die “3” zeigt an, dass das Kabel drei isolierte Drähte hat, d.h. schwarz, rot und weiß, plus einen nackten Erdungsdraht. Daher benötigen Sie in einem normalen 20 A Stromkreis nur einen schwarzen und einen weißen Draht, wobei der rote ungenutzt bleibt oder in einem Abzweigstromkreis verwendet wird. Ein 12/3-Draht wird voraussichtlich 15-30% teurer sein als 12/2, und der andere Draht beeinflusst die Berechnungen des Boxenfüllvolumens. Was den Spannungsabfall betrifft, funktioniert 12 AWG bei 20 A bis etwa 40-50 Fuß gut. Nach etwa 75 Fuß wird der Spannungsabfall 3% überschreiten, der vom NEC für Schaltungen angegeben ist, und 10 AWG sollte verwendet werden.
Die Methode zur Benennung elektrischer Kabel ist einfach, da sie nur zwei Ziffern benötigt, die beide bedeutend sind.
Die erste Ziffer gibt die Drahtstärke im American Wire Gauge System an. Zum Beispiel; ein Drahtmaß von 12 AWG ist ein 2,05 mm breiter Kupferdraht. Die zweite Ziffer gibt an, wie viele Leiter im Draht vorhanden sind. Im Beispiel des Drahtnamens 12/3 bedeutet dies, dass es insgesamt drei isolierte Leiter gibt. Im Fall von 12/3 NM-B Kabel sind die drei Leiter schwarz, rot und weiß isoliert. Es gibt auch den vierten Draht, der der nackte Draht ist.
Somit ist 12/3 kein einzigartiges Produkt; vielmehr stellt es einen einfachen Draht der Größe zwölf dar. Daher entspricht der Drahttyp 12/2 in seiner Bedeutung und seinen Eigenschaften. In Amerika bestimmen die Farben der Drähte ihre Rolle; schwarze und rote Drähte sind die Drähte unter elektrischer Spannung, der weiße Draht ist der Draht, der keinen Strom führt, während der blanke Draht verwendet wird, um alle Geräte in einen erforderlichen Stromkreis zu verbinden. Die Konventionen, die für die Geräte gelten, die diese Leiter versorgen, sind in unserem Überblick über die verschiedenen Arten von Schaltern, die in elektrischen Installationen verwendet werden, und dieselbe Logik gilt für die Verkabelung von Steckdosen.
Im Fall der Erstellung des Stromkreises für ein Standardgerät mit 20 A muss es einen heißen Draht, einen Neutralleiter und den blanken effektiven Erdleiter geben. Daher kann ein 12/2 Draht verwendet werden, und der vierte Draht ist überhaupt nicht erforderlich; jedoch stellt sich die Frage, ob der überschüssige Draht die Funktion des Kabels beeinträchtigen kann.
Die Richtlinien sind prägnant und klar.
Überstromgrenzen für kleine Leiter. Artikel 240.4(D) des National Electric Code (NEC) begrenzt den Überstromschutz für kleine Leiter und beschränkt die Verwendung von 14 AWG auf 15 Ampere, 12 AWG auf 20 Ampere und 10 AWG auf 30 Ampere. Daher wird 12 AWG aufgrund der begrenzten Fähigkeit, während des Betriebs Wärme abzuleiten, als der empfohlene Draht für einen 20 A Stromkreis angesehen, während 14 AWG diese Rolle nicht erfüllen kann, obwohl es praktisch in der Lage ist, dies zu tun.
Ampacity. Bei der Betrachtung der Ampacity ist es entscheidend, den Typ des Leiters sowie die Temperaturbewertung der Isolierung und die Installationsbedingungen zu berücksichtigen. Was 12 AWG Kupfer betrifft, kann man sich auf den Wert von 20 A verlassen, der mit 60°C angegeben ist, und den Wert von 25 A, der mit 75°C verbunden ist. NM-B Kabel wird am häufigsten in Bezug auf die 60°C-Bewertung betrachtet, was bedeutet, dass 20 A genau der Wert ist, den man benötigt, ohne zusätzlichen Sicherheitsmargen. Wenn jedoch die Umgebungstemperatur zu hoch ist oder die Leiter zusammengebündelt sind, beginnt die Herabstufung die praktische Ampacity zu beeinflussen.
Leiter, die nicht verwendet werden. Nichts verbietet die Nutzung ungenutzter Leiter. Die einzige Anforderung ist, dass solche Leiter sicher abgeschlossen werden, um Kurzschlüsse zu vermeiden.
Boxfüllung. In Bezug auf die Boxfüllung ist dies der Punkt, an dem der Bedarf an zusätzlichen Leitern tatsächlich einige Kosten verursachen kann. Laut Artikel 314.16 des National Electric Code (NEC) muss die Summe aller Leiter berücksichtigt werden. Wenn ein isolierter vierter Leiter in einem Kabelstrang integriert wird, muss überprüft werden, ob die Box ihn aufnehmen kann.
Ein nicht verwendeter Leiter kann sinnvoll genutzt werden, wenn er sorgfältig geplant wird, wie hier unten erklärt.
| Option | Wie es funktioniert | Anforderungen und Vorbehalte |
|---|---|---|
| Kappen Sie ihn und lassen Sie ihn | Beenden Sie den roten Leiter mit einem Anschluss an beiden Enden und kennzeichnen Sie ihn als ungenutzt | Vollständig konform; zählen Sie ihn für die Boxfüllung; lassen Sie ihn lang genug, um ihn später zu identifizieren |
| Mehrdraht-Zweigstromkreis | Schwarz und Rot versorgen zwei separate Stromkreise, die den einzelnen weißen Neutralleiter teilen | Erfordert die beiden ungeschützten Leiter auf gegenüberliegenden Phasen und die gleichzeitige Trennung aller Leiter am Panel, typischerweise durch einen zweipoligen Schutzschalter oder eine genehmigte Handverbindung; GFCI- und AFCI-Anordnungen erfordern Vorsicht |
| Zwei Steckdosen, ein Kabel | Versorgen Sie die erste Steckdose mit Schwarz, verbinden Sie sie in Reihe mit einer zweiten Position auf Rot oder teilen Sie eine Duplexsteckdose auf | Erlaubt, wo die Box und die Geräteeinstufung dies zulassen; eine geteilte Duplexsteckdose erfordert eine Abreißlasche und in einigen Konfigurationen einen zweipoligen Schutzschalter |
| Drei-Wege- oder Mehrpunkt-Schaltung | Verwenden Sie Schwarz und Rot als Reisende Leiter zwischen den Schaltern | Eine legitime Verwendung von 12/3, obwohl der Stromkreis ein Beleuchtungsstromkreis und kein Steckdosenstromkreis ist |
| 240 V Stromkreis | Schwarz und Rot als die beiden ungeschützten Leiter, Erdung zur Sicherheit, Weiß abgedeckt | Kann keine Standard-120-V-Steckdose versorgen; benötigt ein 240-V-Gerät oder eine 240-V-Last |
Lassen Sie uns den Mehrdraht-Zweigstromkreis genauer betrachten, da er der Grund für den Kauf des 12/3-Kabels ist. Es ist ein sehr typischer Fehler, der gemacht wird, daher ist es eine sorgfältige Überlegung wert. Wenn zwei Stromkreise denselben Neutralleiter teilen, gleicht der Strom durch diesen Leiter die beiden Stromkreise aus, anstatt sie zu addieren, was nur funktioniert, wenn die Drähte von zwei verschiedenen Phasen stammen. Es ist wichtig, dies richtig zu machen, denn andernfalls muss der Neutralleiter den Gesamtstrom beider Stromkreise tragen, weshalb das Gesetz in solchen Fällen vorschreibt, dass der Stromkreis sofort vom Netz getrennt wird, und die Verwendung eines zweipoligen Schalters ist in solchen Fällen die gängige Praxis. Falls der Mehrdrahtstromkreis Strom für Geräte liefert, die auf GFCI-Schutzschalter angewiesen sein sollten, wird es viel komplizierter, und tatsächlich entscheiden sich viele Elektriker, diesen Typ von Stromkreis in Küchen und Badezimmern nicht zu verwenden.
Ampacity zeigt an, ob der Draht überhitzt, während der Spannungsabfall bestimmt, ob die Geräte am anderen Ende korrekt funktionieren.
Laut NEC sollte der Spannungsabfall in einem Zweigstromkreis 3% nicht überschreiten, während der gesamte Spannungsabfall vom Versorgungsanschluss bis zum Verbrauchsort 5% nicht überschreiten sollte. Der NEC erlaubt daher einige Abweichungen von diesen Werten im Wohnbau, aber sie existieren weiterhin.
Der Grund für die oben genannten Werte ist, dass Geräte aufgrund niedriger Spannungen Fehlfunktionen aufweisen. Bei niedrigen Spannungen laufen Motoren heiß, Elektronik setzt zurück und ohmsche Lasten funktionieren nicht wie erwartet.
Der Draht der zwölften Größe hat einen Widerstand von etwa 1,93 Ohm pro 1.000 Fuß bei Betriebstemperatur. In einem 120-Volt-Stromkreis wird der gesamte Spannungsabfall bei 20 Ampere wie unten dargestellt berechnet.
| Einwegdistanz | Ungefährer Spannungsabfall bei 20 A | Prozentsatz von 120 V | Bewertung |
|---|---|---|---|
| 25 Fuß | 1,9 V | 1.6% | Bequem |
| 40 Fuß | 3,1 V | 2.6% | Innerhalb der Empfehlung von 3% |
| 50 Fuß | 3,9 V | 3.2% | Geringfügig über der Empfehlung |
| 75 Fuß | 5,8 V | 4.8% | Zu viel; auf 10 AWG erhöhen |
| 100 Fuß | 7,7 V | 6.4% | Deutlich ungeeignet |
Praktisch betrachtet können 12 AWG-Kabel bis zu etwa 40-50 Fuß bewältigen, und 10 AWG ist für Längen von etwa 75 Fuß oder mehr geeignet. Da Wohnstromkreise viele Steckdosen haben, die innerhalb dieser Distanz liegen, wird die Kombination als Standard angesehen. Entfernungen in Fällen von Stromkreisen, die mit der abgetrennten Garage oder einem anderen Nebengebäude verbunden sind, müssen berechnet werden.
Es gibt zwei Faktoren, die am Rückgang der Anzahl beteiligt sind. Der erste ist, dass in einem Stromkreis, der selten die vollen 20 Ampere zieht, der Abfall geringer ist. Allerdings gibt das Entwerfen auf dieser Annahme keinen Spielraum für Fehler. Der andere Faktor betrifft die Herabstufung der Leiter und den Abfall, der durch die Hintergrundtemperatur des Drahtes oder wenn das Gehäuse zu viele Drähte enthält, verursacht wird.
Versagen auf bekannte Weise, unterdimensionierte Leiter in einem 20 A-Stromkreis tragen zur strengen Forderung des Codes nach 14 AWG-Draht bei.
Der häufige Fehler besteht darin, eine größere Sicherung zu installieren, um ärgerliches Auslösen zu vermeiden. Dies kann jedoch gefährlich sein, da bei Verwendung von 12 SWG-Draht mit einem 20 A-Stromkreis, der an einen Stromkreis mit 30 A-Sicherung angeschlossen ist, der Draht sich erhitzen kann, ohne dass der Leistungsschalter aktiviert wird.
| Kabel | Verwenden Sie es für einen 20 A-Steckdosenstromkreis? | Wann man es wählen sollte |
|---|---|---|
| 14/2 | NEIN | Nur 15 A-Stromkreise; im 20 A-Stromkreis von NEC 240.4(D) verboten |
| 12/2 | Ja — die Standardwahl | Gewöhnliche 20 A-Steckdosenstromkreise; günstiger, einfacher zu ziehen, weniger Platz im Gehäuse |
| 12/3 | Ja | Wenn Sie einen zweiten ungeerdeten Leiter benötigen: Mehrdraht-Zweige, 240 V-Lasten oder Reisleiter |
| 10/2 | Ja — überdimensioniert | Lange Strecken, bei denen der Spannungsabfall 3% überschreitet, oder Hochtemperatur-Abschaltung |
| 10/3 | Ja — überdimensioniert | 240 V Stromkreise über lange Distanzen oder 30 A Stromkreise |
Ein grundlegender 20 A Steckdosenstromkreis erfordert wahrscheinlich eine Drahtgröße von 12/2. Während Sie 12/3 verwenden könnten, ist dies tatsächlich unnötig, da normalerweise kein Gebrauch von dem dritten Leiter gemacht wird. Wenn Sie noch etwas 12/3 übrig haben, erhöht die Verwendung keine Kosten, abgesehen von etwas zusätzlichem Platz im Gehäuse und etwas zusätzlicher Arbeit, um es durch die Rahmen zu führen.
Wenn es um die Arbeit mit 12 AWG Draht geht, beachten Sie, dass der Draht im Allgemeinen steifer ist als 14 AWG und sich auch steifer biegt, was die Installation komplizierter macht.
Die folgende Reihenfolge geht von einem konventionellen, daisy-chained Steckdosenstromkreis aus, bei dem das Kabel in 12/2 Weise verwendet wird. Sichere Isolation und Überprüfung kommen vor allem anderen, und die allgemeine Technik — einschließlich wie man Leiter identifiziert, wenn die Farben unkonventionell sind — wird in unserem Leitfaden behandelt zum Austausch eines Lichtschalters, der derselben Disziplin folgt.
Der Stromkreis ist nur konform, wenn das Gerät und der Schutz mit dem Leiter übereinstimmen.
Steckdosenkapazität. Ein 20 A Stromkreis kann eine 15 A Steckdose in Gebrauch haben. Dies mag einige Leute überraschen, aber eine 15 A Steckdose ist geeignet, um 20 A an Geräte weiterzuleiten, die darauf angewiesen sind, und macht sie somit für einen 20 A Stromkreis zulässig. Umgekehrt sollte eine 20 A Steckdose nicht an einem 15 A Stromkreis montiert werden, da letzterer nicht in der Lage ist, die Leistung des Geräts bereitzustellen. Bei den meisten Haushalten wird der Unterschied im Design der Frontplatte sichtbar, das ist die Art, wie die Steckdose aussieht, und in einer bestimmten Qualität des Geräts, die in den meisten Fällen besser ist.
Wenn Steckdosen für ein Projekt spezifiziert werden, anstatt sie einzeln auszutauschen, erweitern sich die Auswahlkriterien auf Kontaktmaterial, Anschlussdesign und Zertifizierung – die gleiche Disziplin, die in unserem Leitfaden festgelegt ist. die Auswahl eines Herstellers von elektrischen Schaltern und Steckdosen.
Die Kapazität ist die andere Hälfte dieser Entscheidung. Moderne Steckdosenstromkreise unterstützen zunehmend mehr als Lampen und Staubsauger, und das Lastprofil der daran angeschlossenen Geräte ändert sich, wie in unserem Artikel über USB-Wandsteckdosen und Schnellladung behandelt.. Die Planung des Stromkreises für diese Realität kostet in der Verkabelungsphase nichts und später viel.
Ein repräsentatives Beispiel dafür, wie ein modernes Gerät in dieser Familie dokumentiert ist, ist unsere FS328-V Dimmer-Spezifikation, die das Maß an Detail ist, das ein Planer erwarten sollte, bevor er einen Stromkreis einem Gerät zuweist.
Eine letzte Anmerkung für Personen, die einen 20 A Stromkreis installieren: 20 A Stromkreise werden zunehmend häufiger für Heimbüros, Werkstätten, Küchen oder jeden anderen Ort verwendet, an dem viele leistungsstarke Geräte vorhanden sind. Die Kosten für die Verwendung von 14 AWG oder 12 AWG Draht unterscheiden sich nicht wesentlich, wenn man die Kosten für das spätere Öffnen einer Wand berücksichtigt, daher könnte es am besten sein, 12 AWG zu verwenden.
Absolut. Zwölf AWG Kupferdraht ist ein universeller Draht für jeden typischen 20 A Stromkreis, da er (Sekretariatskomitee (fehlerhafter Text: “aufgrund seiner”), National Electric Code oder NEC) die niedrigste von NEC unter den Regeln für kleine Leiter in Artikel 240.4(D) akzeptierte Größe ist. Die Standarddrahtanordnung für ein 20 A Unternehmen ist eine 20 A Steckdose, die mit 12 AWG Draht und einem 20 A Schutzschalter geschützt ist. Die einzige Anforderung ist, dass der Stromschutz der Konvention folgen und auf 20 A kalibriert sein muss. Das bedeutet, dass man keinen 12 AWG Draht installieren und einen 30 A Schutzschalter für einen Standardbetrieb ersetzen kann, da solche Maßnahmen den Schutz, der dem Draht geboten wird, deaktivieren würden.
In der Praxis ist Kupferdraht mit zwölf AWG ebenfalls die allgemein akzeptierte Verkabelungslösung. Eine alternative Lösung für 20 A-Stromkreise wäre Draht mit zehn AWG; dies ist jedoch nur für Drahtlängen von mehr als 75 Fuß erforderlich, bei denen der Spannungsabfall nicht vernachlässigbar ist, oder wenn der Draht hohen Temperaturen ausgesetzt ist oder eng mit anderen Leitern gebündelt ist. Draht mit vierzehn AWG kann in 20 A-Stromkreisen nicht verwendet werden, da gemäß Artikel 240.4(D) Draht mit vierzehn AWG die Leistung nur auf 15 A begrenzt.
Wenn es um die Stromtragfähigkeit (Ampacity) von 20 A geht, lautet die Antwort ja – der geleitete Strom wird hauptsächlich durch den Spannungsabfall und nicht durch die Entfernung begrenzt. In Bezug auf 20 A des geleiteten Stroms haben Kupferdrähte mit 12 AWG bei einer Länge von 50 Fuß einen Spannungsabfall von fast 3,9 V und bei 75 Fuß einen Spannungsabfall von fast 5,8 V. Daher beträgt das Spannungsabfallverhältnis bei 20 A Stromleitung ungefähr 3,2% und 4,8%, was eine Entfernung von bis zu 40-50 Fuß für eine 20 A-Stromleitung über 12 AWG-Draht ohne signifikanten Spannungsabfall ermöglicht. Bei längeren Drahtlängen wäre es besser, Draht mit zehn AWG zu verwenden.
Ja, es ist möglich, 12/3-Draht an eine Steckdose anzuschließen, da dies gegen keine Vorschriften verstößt. Man muss nur den roten Draht an beiden Enden schließen, um ihn genau so zu nutzen, wie es bei 12/2-Draht gemacht wird. Eine weitere Alternative könnte eine Installation eines Mehrdrahtstromkreises sein, die mit einem 12/3-Kabel betrieben wird.
Die Installation wäre äußerst unsicher und würde gegen keine Verkabelungsvorschriften verstoßen. Das Problem ist, dass unter normalen Bedingungen niemand Draht mit vierzehn AWG für die Leitung von mehr als 15 A verwenden kann, da Artikel 240.4(D) des National Electric Code besagt, dass Draht mit vierzehn AWG auf 15 A begrenzt ist. Aus diesem Grund wird die Stromlast den Draht überhitzen und ihn für die Installation ungeeignet machen.
Für einen Stromkreis mit einer Steckdose von 20 A, die mit einem 12/3-Draht hergestellt wird, ist dies zulässig sowie vernünftig und beeinträchtigt in keiner Weise. Zwölf AWG ist das Mindeste, was der Code für eine 20 A-Steckdose zulässt, und der zusätzliche isolierte Draht kann verwendet werden oder auch nicht, und die konforme Abdeckung kann in zwei Minuten erfolgen. Der wichtige Teil, um den Stromkreis sicher zu machen, ist alles, was das Kabel umgibt: ein 20 A-Stromkreis, der mit einem 20 A-Schutzschalter geschützt ist, eine Wandsteckdose, die der Ausgangsleistung entspricht, GFCI- oder AFCI-Schutz, der je nach Standort vorgeschrieben ist, korrekt angezogene Anschlüsse und eine Länge, die kurz genug ist, damit die Impedanz unter drei Prozent bleibt. Wenn all dies in Ordnung ist, hängt die Frage, ob man 12/2 oder 12/3 verwendet, von Bequemlichkeit und Kosten und nicht von der Einhaltung ab.
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