비철 금속 재료
가공 송전선에 알루미늄이 사용되는 이유를, 같은 길이에서 같은 전기 저항을 가진 도체의 질량으로 비교하여 생각한다. 전기 전도도를 알루미늄 61% IACS, 구리 100% IACS, 밀도를 알루미늄 2.70 g/cm³, 구리 8.96 g/cm³라고 하면, 알루미늄 도체의 질량은 구리 도체의 약 몇 배인가?
- A약 0.30배
- B약 1.6배
- C약 0.49배
정답과 해설 보기
정답: C. 약 0.49배
저항 R = ρL/A를 같게 하려면, 전기 전도도가 0.61배인 알루미늄에서는 단면적을 1/0.61 ≈ 1.64배로 해야 합니다. 질량은 단면적과 밀도에 비례하므로 1.64 × 2.70/8.96 ≈ 0.49배가 되어, 구리의 약 절반이면 됩니다. 약 0.30배는 밀도의 비만으로 비교하여 전기 전도도의 차이를 잊은 값이고, 약 1.6배는 단면적의 비를 질량의 비로 혼동한 값입니다. 전선은 굵어지지만 가벼우므로 철탑의 부담이 줄어 간격을 넓힐 수 있습니다. 가공선에서는 강도를 보충하기 위해 강의 심선 주위에 알루미늄 선을 꼬아 합친 강심 알루미늄 연선이 사용됩니다. 한편 기기 안의 배선처럼 굵기에 제약이 있는 곳에서는 부피당 전기 전도도가 높은 구리가 유리합니다.