電気伝導度:銅被覆鋼板と純銅の比較

根本的な違い:体積導電率と表面導電率

銅被覆鋼(CCS)と純銅の選択は、均質な元素と最適化された複合材との間の古典的な工学的トレードオフである。.

純銅 導電性の基準(約100% IACS)であり、直流および低周波数において断面全体で効率的に導電する。.

銅被覆鋼線 は、高強度鋼の芯材を銅層で被覆したものです。その直流導電率(30-70% IACS)は純銅よりも低くなりますが、高周波域ではこの特性が劇的に変化します。.

ゲームチェンジャー:高周波と表皮効果

表皮効果により、高周波では交流電流が導体の表面近くに集中する。表皮深さは非常に小さくなる(例:1 GHzで約0.0021 mm)。.

これが銅被覆鋼板(CCS)が存在する理由である。高周波では電流はほぼ完全に銅被覆内部を流れる。被覆の厚さがスキン深度より大きい場合、CCSの高周波交流抵抗は純銅導体とほぼ同等となる。電流をほとんど流さない鋼鉄コアは、電気的損失を最小限に抑えながら極めて高い機械的強度を提供する。.

直接比較

以下の表は、重要なパラメータにおける両材料の主な相違点とトレードオフをまとめたものです。.

機能純銅銅被覆鋼板実践的意義
直流/低周波導電率優秀(約100% IACS)良好~普通(30-70% IACS)両者とも電力伝送、直流母線、および低周波磁気部品に使用できる。.
高周波交流導電率素晴らしい同等(皮膚深さが被覆層より小さい場合)その減衰は銅製同軸ケーブル(5MHz以上の周波数において)よりも小さく、1000MHz以上の周波数ではその減衰は銅線の半分である。
高周波の影響下では、銅被覆鋼線は純銅線よりも多くの電力を放射する。.
引張強度400 MPa未満1300 MPa純銅線は建設中や運転中に頻繁に断線する。純銅線の寿命は大幅に短縮される。.
重量 (g/cm³)8.97.9導電率40%の銅被覆鋼板の比重は8.20 g/cm³であり、導電率20%の銅被覆鋼板の比重は7.9 g/cm³である。.
材料費純銅線の寿命は40%によって大幅に短縮される。銅含有量34.7%の銅被覆鋼は導電性が低い。鋼材を使用することで銅を節約し、コスト削減と希少な銅資源の保全を実現する。.

アプリケーション主導の結論

CCSが優れている点:

RFおよびマイクロ波システム(同軸ケーブル中心導体、アンテナ素子、ラジアル)において、CCSはしばしば最適な選択肢となる。これは、RF性能を損なうことなく、必要な機械的強度(設置時の張力、風荷重、氷結に対する耐性)を提供する。ミリ波周波数帯までの高品質同軸ケーブルでの使用実績がこれを証明している。.

純銅が優れている点:

低周波電力用途、大電流バスバー、および電流が導体の断面積全体を利用する音響機器において、純銅の優れた体積導電率はエネルギー損失と発熱を最小限に抑える。.

要約:最適化がすべてだ

純銅 絶対的な電気伝導率の王者である。究極の電気効率が唯一の優先事項である場所で使用せよ。.

銅被覆鋼線は、用途特化型の性能最適化において最高峰の素材です。優れた高周波表面導電性を維持しつつ、優れた強度、軽量化、低コストを実現するため、体積導電率の一部を戦略的に犠牲にしています。 選択の基準は「より優れた」材料ではなく、お客様の電気的・機械的・経済的要件に最適化されたエンジニアリングソリューションにあります。.