電気材料に関する試験問題対策についてまとめました。
電気材料とは
電気材料とは、導体、絶縁体、磁性体(鉄心など)などに用いられる材料のことです。
- 導体材料:電線やケーブルなどにある電気を通すための導体に用いられる材料
- 絶縁材料:絶縁体に用いられる材料
- 磁性材料:鉄心などの磁性体に用いられる材料
導体材料
導体材料に求められる要素は以下のとおりです。
- 導電率が高い(抵抗が小さい)
- 温度変化の影響が小さい
- 引張強さ・可とう性があり、加工が容易・持続力呼容易
- 耐食性に優れている
- 原料が豊富で安価
電線の材料として用いられるのは、導電率が高い銅やアルミニウムです。
- 硬銅:常温で引き伸ばした銅
- 軟銅:硬銅を450~600℃で焼きなまししたもの。焼きなましとは、加熱した後に長時間冷却して内部組織を均一化し,抵抗値を下げて柔らかくする加工のこと。
【令和6年度下期・問14】導電材料としての銅
送電線路及び配電線路で導電材料として利用される銅に関する記述として、誤っているものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
(1) 銅は、20 ℃ では銀に次いで最も導電率の高い金属である。
(2) 導体の導電率は、20 ℃ での標準軟銅の導電率を 100 % として比較した百分率で表される。
(3) 電線やケーブルの導体材料に使用される銅は、一般に電気銅を精製したものが用いられる。
(4) 軟銅線は、硬銅線を焼きなますことで製造され、硬銅線と比較して可とう性はよくなり、導電率は低くなる。
(5) 一般に CV ケーブルの銅導体には軟銅線が用いられ、架空送電線の銅導体には硬銅線が用いられる。
解説
正解は(4)です。
電力設備に使用される銅材料の性質に関する問題です。
(1) 正しい。銀の次に導電率が高く、経済性にも優れるため広く用いられます。
(2) 正しい。国際標準軟銅の導電率を 100 % とした「百分率導電率(%IACS)」が用いられます。
(3) 正しい。一般に電気銅を精製した高純度の銅が導体として用いられます。
(4) 誤り。硬銅線を焼きなますことで製造される軟銅線は、硬銅線よりも「導電率が高く」なります(標準軟銅で約 100 %、硬銅線で約 97 %)。
(5) 正しい。柔軟性が必要な CV ケーブルには軟銅線、強度が必要な架空線には硬銅線が適しています。
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