銅かアルミニウムか？ 適切な導体材料の選び方

銅、アルミニウム、それとも CCA？ケーブル選定において導体材料の選択は重要であり、導電率、重量、機械的強度、価格に直結します。これらの材料が互いにどう異なるか概要を知っておく必要があります。

銅 : 安定の基準

銅はほとんどの電線・ケーブルにおける基準であり、そこには十分な理由があります。この素材は非常に高い電気伝導性を示し、引張抵抗性に優れ、柔軟で加工しやすく、リサイクル可能です。これらの特性により、産業、ビルオートメーション、モビリティ、エネルギー供給など、幅広い用途に適しています。曲げや振動といった機械的ストレスがかかる過酷な環境下でも、銅は動作信頼性を発揮します。

アルミニウム : わずかなコスト優位性

アルミニウム製の内導体は、主に重量が決定的な要因となる場合に使用されます。例えば、長距離送電ケーブル、風力タービン、または車両のバッテリーケーブルなどです。アルミニウムは銅よりも大幅に軽量ですが、導電性は銅の 63％ に過ぎません。同じ電流容量を達成するには、より大きな断面積が必要となります。さらに、アルミニウムは脆く、腐食を受けやすく、機械的靭性が低いです。アルミニウムの使用には、特別なノウハウと適切な接続技術・工具が必要です。

類似した導電率を持つ 2 つの導体断面積の比較例（IEC 60228、クラス2）:

• 銅導体 150 mm² : 約 1341 kg/km
• アルミニウム導体 240 mm²: 約 723 kg/km

• アルミニウム 重量が 30-40% 減

CCA— 銅被膜アルミニウム : 見せかけの妥協案？

CCA 導体は、薄い銅層で被覆されたアルミニウム導体です。この技術はアンテナ技術に起源を持ち、「表皮効果」において最も密度の高い交流電流が導体表面に沿って流れる現象に基づきます。電気の観点では、CCA は純銅よりも導電性が著しく低いため、クリティカルに判断される必要があります。

しかしながら、CCA ケーブルはアジアのメーカーによってますます一般的に提供されるようになっており、以下の用途において低価格の代替品として販売されることが多いです :

• スピーカーケーブル
• HiFi カーオーディオ用電源ケーブル
• ネットワークケーブル（パッチケーブル）

使用時の難点 :

• 2.5 mm² CCA 導体は、おおよそ 1.5 mm² の銅導体に相当します
• パワー・オーバー・イーサネットでは電圧降下と発熱が増加します
• 車載 HiFi システムのヒューズが適切に保護されていない場合、火災の危険性があります
• 企業ネットワークでの使用は規格に準拠していません（TIA および IEC により禁止されています）

技術データの比較 :

銅は最も優れた導電性を持ち、ほとんどの電気接続において信頼性の高い標準材料であり続けています。適切に使用すれば、アルミニウムは長距離ケーブルや軽量化に適しています。ただし電源供給においては、CCA ケーブルの使用は推奨されません。不十分なラベル情報などが原因で、知識不足で使用されることが多く、リスクが大幅に高まる可能性があります。