アルミの電気伝導率を解説:電力伝送をコストと性能のバランスを考慮するならアルミニウム

アルミニウムを電力伝送で使用するなら、コストと性能のバランスを考慮した結果、アルミニウムA1070をお勧めします。

A1070は電気伝導率が高く、価格も銅や金に比べて非常に経済的です。

本記事では、銅、アルミニウム、および金の電気伝導率や価格を比較し、各材料の特性と適用可能性について詳しく解説します。

特に、軽量で高い電気伝導率を持つA1070がバスバーや電力伝送用途において最適である理由を探ります。

ぜひ最後までお読みいただき、貴社の材料選定にお役立てください

電気伝導率の比較

電気伝導率は、同じ金属であっても、合金によって主材料以外の成分が一定の割合で含まれているため異なっています。以下が電気伝導率の例です。

材料電気伝導率 (% IACS)
銅 (Cu)100%
A1070純アルミ(アルミニウム99.7%以上)約62%
A3003アルミ合金約40%
6063-T5アルミ合金約52%
純金 (Au)約78%
純銀(Ag)約108%

IACSの説明

IACS(International Annealed Copper Standard)は、銅の電気伝導率を基準とする国際規格です。

純銅の電気伝導率を100%(体積抵抗率: 1.7241×10−2 μΩ.mの導電率)とし、他の金属の電気伝導率を比較するための尺度として使用されます。

この基準により、異なる金属の電気伝導性能を比較しやすくなっています。

純金 (Au) の電気伝導率

  • 電気伝導率:約78% IACS
  • 特性:金は高い電気伝導率を持ち、酸化しないため、接触抵抗が非常に低いことから、電子部品の接点や端子として使用されます。
  • 使用について金は非常に高価なため、バスバーや大規模な電力伝送用途には現実的ではありません。代替材料として、コストと性能のバランスが取れた銅やアルミニウム合金が一般的に使用されます。

同じ電力量を通した場合の比較

同じ電力量を通す場合、電気伝導率が異なるため、必要な断面積も異なります。

以下は、銅を基準とした場合の比較です。

材料電気伝導率 (% IACS)必要な断面積 (銅の断面積の倍)
銅 (Cu)100%1倍
A107062%1.61倍
A300340%2.5倍
6063-T552%1.92倍

同じ重さでの電気伝導率比較

アルミニウムは銅よりも密度が低いため、同じ重さでの比較も重要です。

アルミニウムの密度は約2.7 g/cm³で、銅の密度は約8.96 g/cm³です。

これにより、同じ重さのアルミニウムは銅の約3.3倍の体積を持ちます。

電気伝導率比較表

材料重さ電気伝導率体積同じ重さでの電気伝導率(銅を基準)
銅 (Cu)1 kg100% IACS約0.1116 L基準値
A10701 kg62% IACS約0.370 L約204.6%(銅の約2.046倍)
A30031 kg40% IACS約0.370 L約132%(銅の約1.32倍)
6063-T51 kg52% IACS約0.370 L約171.6%(銅の約1.716倍)

同じ重さでの電気伝導率の計算

体積の計算

同じ重さでの電気伝導率の計算

例えば、A1070の電気伝導率が62% IACSである場合、体積が銅の3.3倍になるので、

同じ重さでの電気伝導率=62%×3.3=204.6%です。同様に他のアルミニウム合金についても計算できます。

電気伝導率を体積で補正した値を求めます

  • 銅 (Cu): 基準値 100% IACS

 

 

同じ重さで比較すると、アルミニウム合金は銅よりも電気伝導率が低いですが、体積が大きいため、同じ重さでは銅よりも多くの電気を流すことができます。これにより、アルミニウム合金は軽量化が求められる用途において非常に有用です。

2024年4月の日本での1kgあたりの金額

材料価格 (JPY/kg)
銅 (Cu)約1,400円​ (Commodity.com)​
アルミニウム(Al)約430円​ (markets.businessinsider.com)​
金 (Au)約11,654,671円​ (Gold Rate 24)​

結論

同じ重さで比較すると、アルミニウム合金は銅よりも電気伝導率が低いですが、体積が大きいため、同じ重さでは銅よりも多くの電気を流すことができます。特に、A1070は銅の約2倍の電気を流せるため、軽量化が求められる場面でのバスバーとして有利です。ただし、具体的な用途や必要な性能に応じて最適な素材を選ぶことが重要です。

また、価格面では、銅はアルミニウムよりも高価であり、金は非常に高価であるため、実用的な選択肢とは言えません。コストと性能のバランスを考慮し、適切な材料を選定することが重要です。

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