非鐵金屬材料

以相同長度、相同電阻的導體質量比較,思考架空輸電線使用鋁的理由。設導電率鋁為61% IACS、銅為100% IACS,密度鋁為2.70 g/cm³、銅為8.96 g/cm³,鋁導體的質量約為銅導體的幾倍?

  1. A約0.30倍
  2. B約1.6倍
  3. C約0.49倍
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正確答案:C. 約0.49倍

要使電阻 R = ρL/A 相同,導電率為0.61倍的鋁,截面積需為 1/0.61 ≈ 1.64 倍。質量與截面積和密度成正比,因此為 1.64 × 2.70/8.96 ≈ 0.49 倍,約為銅的一半。約0.30倍是只以密度比比較而忘了導電率差異的值,約1.6倍是把截面積比誤當成質量比的值。電線雖然變粗,但因為輕,可減輕鐵塔的負擔,加大鐵塔間距。架空線為了補強強度,使用在鋼心線周圍絞合鋁線的鋼心鋁絞線。另一方面,在像機器內配線這樣粗細受限的地方,單位體積導電率高的銅較有利。

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