Kalkulator Ukuran Kabel

A = 2 × L × I × ρ ÷ ΔV, dengan ΔV = V × maxDropPercent ÷ 100 dan ρ tembaga = 0,0172414 Ω·mm²/m pada 20 °C

L

Panjang jalur satu arah, dalam meter atau kaki — jarak dari sumber ke beban, bukan total panjang tembaga di dalam rangkaiannya. Inilah kolom yang bisa salah tanpa tampak salah: jalur 30 meter memuat 60 meter konduktor, karena arusnya pergi dan kembali, dan angka 2 di depan persamaannya adalah fakta itu yang dituliskan. Masukkan 60 alih-alih 30 dan setiap angka di halaman ini menjadi dua kali lipat, dan jawabannya masih tampak tidak lebih dari kabel yang agak panjang

I

Arus yang ditarik beban, dalam ampere. Kedua konduktor membawanya, jadi ia mengalikan hambatan seluruh loop dan bukan separuhnya. Luas penampang yang dibutuhkan berbanding lurus dengan arusnya, dan itulah sebabnya jalur yang sama harus lebih tebal untuk beban yang lebih berat — dan mengapa arusnya biasanya dihitung lebih dulu, dari dayanya, memakai kalkulator watt ke ampere

ΔV

Jatuh tegangan yang bersedia Anda terima, dalam volt, yaitu persentase yang Anda masukkan dikalikan tegangan sumbernya. Ia duduk di penyebut, jadi batas yang lebih ketat menuntut lebih banyak tembaga: memotong separuh jatuh tegangan yang diizinkan menggandakan luas penampang yang dibutuhkan. Pada pasokan 230 V, 3 persen adalah 6,9 V; pada pasokan 12 V, 3 persen yang sama hanya 0,36 V, dan itulah sebabnya jalur bertegangan rendah memerlukan konduktor yang tampak luar biasa besar di samping arusnya. Pada 220 V rumah tangga di Indonesia, 3 persen berarti 6,6 V — sedikit lebih ketat daripada pada 230 V, tetapi tidak mengubah kesimpulannya

ρ

Resistivitas konduktornya: tembaga anil pada 20 °C, 0,0172414 ohm milimeter persegi per meter, yaitu nilai yang bersesuaian dengan konduktivitas 100 persen pada International Annealed Copper Standard. Aluminium sekitar 1,64 kali lebih besar, jadi konduktor aluminium dengan ukuran sama menjatuhkan tegangan sekitar enam puluh persen lebih banyak. Suhu tidak dimodelkan, dan konduktor yang panas memiliki hambatan lebih tinggi daripada angka di tabel, sehingga yang dikembalikan halaman ini adalah batas bawah dari jatuh tegangannya

2

Dua konduktor di dalam loop, berangkat dan kembali. Ini bukan margin keamanan dan bukan faktor koreksi: menghilangkannya memotong jawabannya menjadi separuh, dan hasilnya tetap tampak sepenuhnya wajar. Rangkaian satu fase dan arus searah sama-sama memerlukannya; rangkaian tiga fase seimbang adalah aritmetika yang berbeda dengan akar tiga di dalamnya, dan itulah sebabnya halaman ini tidak menyediakan kolom jenis pasokan lalu meminta pembaca tiga fase membagi jatuh tegangan yang diizinkan sebelum memasukkannya

Pakai halaman ini setiap kali sebuah jalur harus dipasang dan konduktornya masih bisa dipilih: menentukan ukuran sirkuit baru, menyambung sirkuit yang sudah ada, menghitung kebutuhan jalur bertegangan rendah, atau memeriksa apakah kabel yang sudah ada di rak cukup tebal sebelum ditarik. Ia juga kebalikan dari kalkulator jatuh tegangan — halaman itu menerima ukuran konduktor yang sudah Anda miliki dan melaporkan jatuh tegangannya, halaman ini menerima jatuh tegangan yang bersedia Anda tanggung dan melaporkan konduktornya, dan rangkaian yang sama yang dimasukkan ke keduanya seharusnya bercerita secara konsisten. Nilai yang perlu Anda putuskan sebelum mengetik adalah jatuh tegangan yang diizinkan, karena ia adalah kriterianya dan bukan hasil pengukuran, dan ia satu-satunya masukan yang tidak punya jawaban fisik: 3 persen adalah konvensi, bukan hukum alam.

1. Nilai bawaan: 230 V, 20 A, 30 m satu arah, 3 persen

   1. Jatuh tegangan yang diizinkan adalah 3 persen dari 230 V, yaitu 6,9 V
   2. Luas penampang yang dibutuhkan: 2 × 30 × 20 × 0,0172414 / 6,9 = 2,9985 mm²
   3. Ukuran terkecil yang sekurang-kurangnya sebesar itu adalah AWG 12, yaitu 3,3088 mm²
   4. Jatuh tegangan pada ukuran yang benar-benar akan Anda beli: 2 × 30 × 20 × 0,0172414 / 3,3088 = 6,25 V, atau 2,72 persen

   Ini rangkaian yang sama dengan yang dibuka kalkulator jatuh tegangan, dan pasangan itu layak dibaca berdampingan: di sana konduktor 2,5 mm² sudah terpasang dan menjatuhkan 3,60 persen, sedikit melewati pita yang disarankan; di sini jawabannya AWG 12 pada 2,72 persen, di dalamnya. Dua setengah milimeter persegi sedikit terlalu tipis untuk jalur ini dan AWG 12 sedikit lebih dari cukup, dan itulah seluruh alasan halaman yang memilih konduktor perlu ada di samping halaman yang menilai konduktor. Baris keempat dan kelima adalah pemeriksaan mandirinya: jatuh tegangan pada ukuran yang benar-benar disarankan harus keluar pada atau di bawah batas yang Anda masukkan, dan di sini memang begitu. Di Indonesia, AWG 12 pada 3,3088 mm² paling dekat ke ukuran metrik 4 mm² — kabel NYM 3×4 mm² ada di rak mana pun — sedangkan 2,5 mm² yang sedikit kurang itu adalah NYM 3×2,5 mm² yang paling banyak dipakai orang.

2. Jalur 12 V: 2 A sepanjang 3 meter, 3 persen

   1. Jatuh tegangan yang diizinkan adalah 3 persen dari 12 V, yaitu 0,36 V
   2. Luas penampang yang dibutuhkan: 2 × 3 × 2 × 0,0172414 / 0,36 = 0,5747 mm²
   3. Ukuran terkecil yang sekurang-kurangnya sebesar itu adalah AWG 18, pada 0,823 mm²
   4. Jatuh tegangan pada AWG 18: 2 × 3 × 2 × 0,0172414 / 0,823 = 0,25 V, atau 2,09 persen

   Dua ampere adalah arus yang sepele dan jawabannya tetap AWG 18, yang lebih tebal daripada dugaan kebanyakan orang untuk beban dua ampere. Penyebabnya pasokannya dan bukan bebannya: 3 persen dari 12 V adalah 0,36 V, sehingga jalur itu punya anggaran mutlak sepertiga volt. Tiga persen yang sama pada pasokan 230 V adalah 6,9 V, sembilan belas kali lebih lapang untuk konduktor yang sama, dan itulah sebabnya instalasi bertegangan rendah memakai kabel yang tampak kebesaran di samping peringkat arusnya. Padanan metrik terdekat untuk AWG 18 di Indonesia adalah 0,75 mm² atau 1 mm², ukuran yang lazim dipakai untuk lampu taman dan kelistrikan tambahan pada kendaraan.

3. Sirkuit penerangan yang panjang: 230 V, 6 A, 40 m satu arah

   1. Jatuh tegangan yang diizinkan adalah 6,9 V, sama dengan kasus bawaannya
   2. Luas penampang yang dibutuhkan: 2 × 40 × 6 × 0,0172414 / 6,9 = 1,1994 mm²
   3. Ukuran terkecil yang sekurang-kurangnya sebesar itu adalah AWG 16, pada 1,3087 mm²
   4. Jatuh tegangan pada AWG 16: 2 × 40 × 6 × 0,0172414 / 1,3087 = 6,32 V, atau 2,75 persen

   Sepertiga arus kasus bawaannya dan jalur yang lebih panjang, dan jawabannya tetap konduktor yang cukup besar: panjangnya lebih dari cukup untuk mengimbangi beban yang lebih kecil. Inilah kasus yang mengejutkan orang yang menentukan ukuran kabel dari arusnya saja, dan itulah sebabnya sirkuit penerangan di bangunan besar berakhir lebih tebal daripada yang disarankan lampunya. Aritmetikanya sama seperti biasa — 40 meter pada 6 ampere adalah 240 ampere-meter, melawan 600 ampere-meter untuk kasus bawaannya, sehingga luas penampang yang dibutuhkan turun lebih dari separuh, tetapi tidak menjadi kecil. Pada kabel Indonesia, 1,3087 mm² berarti Anda tetap membeli 1,5 mm²; itulah ukuran terkecil yang tersedia di pasaran untuk kabel berinsulasi.

4. Jalur distribusi 24 V: 10 A sepanjang 4 meter

   1. Jatuh tegangan yang diizinkan adalah 3 persen dari 24 V, yaitu 0,72 V
   2. Luas penampang yang dibutuhkan: 2 × 4 × 10 × 0,0172414 / 0,72 = 1,9157 mm²
   3. Ukuran terkecil yang sekurang-kurangnya sebesar itu adalah AWG 14, pada 2,0809 mm²
   4. Jatuh tegangan pada AWG 14: 2 × 4 × 10 × 0,0172414 / 2,0809 = 0,66 V, atau 2,76 persen

   Letakkan ini di samping kasus 12 V dan polanya jelas: lima kali arusnya dan hanya sepertiga lebih panjang, namun kedua jawabannya terpaut dua langkah gauge, sementara 10 A yang sama pada pasokan 230 V akan jauh lebih tipis lagi. Yang diikuti oleh rekomendasinya bukan arusnya, melainkan arus dikali panjang dibagi tegangan — 10 A sepanjang 4 meter pada 24 V adalah tawaran yang lebih ketat daripada 2 A sepanjang 3 meter pada 12 V, dan AWG 14 melawan AWG 18 adalah harga dari selisih itu. Dalam ukuran metrik, AWG 14 pada 2,0809 mm² berarti kabel 2,5 mm².

5. Tanpa arus sama sekali: dasar deretnya, bukan kesalahan

   1. Tanpa arus, luas penampang yang dibutuhkan adalah 2 × 30 × 0 × 0,0172414 / 6,9 = 0 mm²
   2. Ukuran terkecil yang sekurang-kurangnya nol adalah yang paling tipis di deretnya, AWG 20
   3. AWG 20 adalah 0,5176 mm², sehingga luas penampang yang disarankan tidak nol meskipun kebutuhannya nol
   4. Tanpa arus tidak ada jatuh tegangan: 0 V dan 0 persen

   Arus nol adalah masukan yang sah dan bukan kesalahan — sirkuit kendali sebelum ada apa pun yang tersambung, atau jalur yang ukurannya ditentukan lebih dulu daripada bebannya — dan halaman ini menjawabnya alih-alih menolaknya. Jawabannya adalah dasar deretnya, AWG 20, dan itu pernyataan tentang halaman ini dan bukan tentang praktik kelistrikan: konduktor yang lebih tipis ada, dan perkabelan sinyal kecil dipilih karena alasan yang sama sekali lain. Tidak ada bagian dari aritmetikanya yang memilihkan batas bawah untuk Anda, dan itulah sebabnya batas praktisnya dibahas di bagian batasannya, termasuk syarat luas penampang minimum yang dipakai PUIL untuk sirkuit penerangan.

Halaman ini menentukan ukuran hanya untuk jatuh tegangan. Ia tidak memeriksa kemampuan hantar arus (KHA), yaitu arus yang boleh dibawa konduktor secara terus-menerus, dan batas itu bergantung pada kelas suhu isolasinya, berapa banyak konduktor yang berbagi satu saluran, suhu sekeliling, apakah jalurnya tertanam atau di udara terbuka, dan apakah ia terbungkus insulasi termal — tidak satu pun dari itu menjadi masukan di sini. Akibatnya konkret: pada tabel rujukannya, AWG 0 keluar di 356,7 A menurut aritmetika halaman ini, sedangkan konduktor tembaga 1/0 yang sama di dalam saluran dengan isolasi 75 °C biasanya dibatasi sekitar 150 A. Pemilihan yang sebenarnya memakai yang lebih tebal dari kedua jawaban itu, dan untuk ukuran kecil jawaban kemampuan hantar arusnya biasanya yang menang. Hanya rangkaian satu fase dua kawat dan arus searah yang dicakup, karena persamaannya membawa faktor dua untuk konduktor berangkat dan kembali; pada rangkaian tiga fase seimbang jatuh tegangannya lebih kecil sebesar akar tiga, sehingga pembaca tiga fase sebaiknya membagi persentase yang diizinkan sebelum memasukkannya. Konduktornya adalah tembaga pada 20 °C, sedangkan aluminium sekitar 1,64 kali lebih resistif, sehingga jalur aluminium dengan ukuran yang sama menjatuhkan tegangan sekitar enam puluh persen lebih banyak. Rekomendasinya adalah ukuran standar tertipis yang memenuhi batas jatuh tegangan Anda dan tidak memenuhi hal lain — kekuatan mekanis, luas penampang minimum yang diwajibkan sebagian standar nasional pada sirkuit penerangan tanpa memandang jatuh tegangannya, dan cadangan untuk beban yang lebih berat di kemudian hari semuanya berada di luar itu. Di Indonesia syarat-syarat itu datang dari PUIL dan dari ketentuan PLN untuk sambungan tempat Anda berada, dan keduanya bisa menuntut penampang yang lebih besar daripada hasil halaman ini.

Apakah halaman ini memeriksa kemampuan hantar arus kabelnya juga?

Tidak, dan itu hal terpenting yang perlu diketahui tentang halaman ini. Kemampuan hantar arus (KHA) adalah arus yang boleh dibawa konduktor secara terus-menerus, dan besarnya bergantung pada kelas suhu isolasinya, berapa banyak konduktor yang berbagi saluran, suhu sekeliling, dan cara pemasangannya — tidak satu pun menjadi masukan di sini. Yang dikembalikan halaman ini adalah konduktor terkecil yang memenuhi batas jatuh tegangan Anda. Tabel rujukannya memperlihatkan seberapa jauh kedua kriteria itu bisa terpisah: AWG 0 keluar di 356,7 A menurut aritmetika halaman ini, sedangkan konduktor tembaga 1/0 di dalam saluran dengan isolasi 75 °C biasanya dibatasi sekitar 150 A. Pilih yang lebih tebal dari kedua jawaban itu, dan untuk ukuran kecil perkirakan jawaban kemampuan hantar arusnya yang menang.

Apa bedanya dengan kalkulator jatuh tegangan?

Keduanya adalah persamaan yang sama yang dibaca dari dua arah. Kalkulator jatuh tegangan menerima ukuran konduktor yang sudah Anda miliki dan memberi tahu berapa jatuh tegangannya; halaman ini menerima jatuh tegangan yang bersedia Anda terima dan memberi tahu konduktor apa yang harus dibeli. Masukkan rangkaian yang sama ke keduanya dan keduanya seharusnya sepakat, dan nilai bawaan di kedua halaman itu sengaja merupakan rangkaian yang sama: 2,5 mm² memberi 3,60 persen di halaman sana, sedikit di luar pita yang disarankan, sedangkan AWG 12 memberi 2,72 persen di sini, di dalamnya.

Panjangnya jarak satu arah atau panjang total?

Jarak satu arah, dari sumber ke beban. Persamaannya membawa faktor dua karena arusnya harus berangkat lewat satu konduktor dan kembali lewat konduktor yang lain, sehingga loop-nya memuat dua kali panjang tembaga yang Anda ukur di sepanjang jalurnya. Memasukkan angka pulang-pergi sebagai gantinya menggandakan setiap hasilnya, dan karena jawabannya tetap berupa nomor gauge yang masuk akal dan bukan kesalahan yang jelas, tidak ada apa pun di halaman ini yang akan memberi tahu bahwa Anda melakukannya.

Bisakah dipakai untuk rangkaian tiga fase?

Tidak secara langsung. Pada rangkaian tiga fase seimbang jatuh tegangannya lebih kecil sebesar akar tiga, sehingga konduktor yang sama berperilaku lebih baik daripada yang dikatakan halaman ini. Halaman ini sengaja tidak punya kolom jenis pasokan: berbeda dengan kalkulator watt ke ampere, yang kalau akar tiganya terlewat akan merusak jawaban yang sedang dicari pembacanya, di sini akar tiganya hanya menskalakan kriterianya, dan pembaca tiga fase bisa membagi persentase yang diizinkan dengan 1,732 sebelum memasukkannya lalu mendapat konduktor yang benar. Sambungan tiga fase di Indonesia adalah 380 V dari PLN dan hampir selalu untuk industri, bukan untuk rumah tangga.

Mengapa jawabannya nomor gauge dan bukan luas penampang?

Karena itulah yang bisa Anda beli. Luas penampang yang dibutuhkan jalur itu adalah angka kontinu — 2,9985 mm² pada kasus bawaannya — dan tidak ada yang menjualnya. Konduktor datang dalam deret ukuran standar, jadi halaman ini melaporkan keduanya: luas penampang yang Anda butuhkan dan luas penampang ukuran standar terkecil yang sekurang-kurangnya sebesar itu, yang di sini adalah AWG 12 pada 3,3088 mm². Selisih antara kedua angka itu adalah margin yang Anda dapat gratis, dan itu juga hal yang perlu dilihat ketika memutuskan apakah akan naik satu langkah lagi.

Apa yang terjadi kalau jalurnya membutuhkan tembaga lebih banyak daripada AWG 0?

Halamannya menolak alih-alih menyarankan ukuran tertebal yang dimilikinya, dan itu disengaja: menjawab AWG 0 untuk jalur yang membutuhkan 89,96 mm² akan menyarankan konduktor yang jauh dari memadai, dan jawaban itu akan tampak bisa dipakai. Ujung yang tipis diperlakukan sebaliknya — jalur yang membutuhkan kurang dari AWG 20 cukup mendapat AWG 20, karena ukuran tertipis di deretnya sudah lebih dari cukup dan tidak ada yang didapat dengan menyebut ukuran yang tidak dicakup halaman ini. Satu ujung boleh dibulatkan ke bawah dengan aman; ujung yang lain tidak.

Berapa persen yang sebaiknya saya masukkan?

Tiga persen dari tegangan sumber adalah angka yang lazim untuk sirkuit cabang, dan lima persen kadang dipakai untuk jalur yang mencakup feeder-nya. Keduanya adalah konvensi dan bukan fisika — tidak ada bagian dari aritmetikanya yang tahu tentang keduanya — dan yang benar-benar menetapkan batasnya adalah peralatan di ujung jauhnya: motor dengan toleransi tegangan lebar akan berjalan pada jatuh tegangan yang lebih besar daripada perangkat elektronik, dan sebagian standar menetapkan angkanya sendiri. PUIL yang berlaku di Indonesia juga memakai patokan persentase tersendiri, umumnya disebut sekitar 4 persen untuk sirkuit penerangan dan 5 persen untuk sirkuit tenaga, jadi masukkan kriteria yang sedang Anda ikuti, karena kolom ini satu-satunya masukan yang tidak punya jawaban fisik di belakangnya.

• American wire gauge — how the gauge system is defined, why dropping three gauge numbers doubles the area, and the areas the recommendations here are drawn from — Wikipedia
• Voltage drop — the two-conductor drop expression this page inverts, and the 3 per cent and 5 per cent figures used as design guidance — Wikipedia
• Ampacity — why the current a conductor may carry depends on insulation, ambient temperature and installation method, and therefore why this page does not compute it — Wikipedia