電気伝導材料の分類
導電材料は、電気工学製品の基本的な要件です。導電材料は以下の通り分類されます。
抵抗率または導電率に基づく分類
低抵抗率または高導電率の導電材料
高抵抗率または低導電率の導電材料
抵抗率または導電率に基づく導電材料の分類チャートは以下の図に示されています。
低抵抗率または高導電率の導電材料
低抵抗率または高導電率を持つ材料は、電気工学製品で非常に有用です。これらの材料は、あらゆる種類の巻線に必要な導体として使用されます。また、電力の送電と配電にも使用されます。
いくつかの低抵抗率または高導電率の材料とその抵抗率を以下に示します。
銀
銅
金
アルミニウム
高抵抗率または低導電率の導電材料
高抵抗率または低導電率を持つ材料は、電気工学製品で非常に有用です。これらの材料は、白熱電球のフィラメントや電気ヒーター、スペースヒーター、電気アイロンなどの加熱要素の製造に使用されます。
いくつかの高抵抗率または低導電率の材料を以下に示します。
タングステン
炭素
ニクロムまたはブライトレイ-B
ニクロム-Vまたはブライトレイ-C
マンガニン
用途に基づく分類
電気機器のコイル用導体として使用される材料
加熱要素用材料
ランプフィラメント用材料
送電線用材料
バイメタル
電気接点材料
電気炭素材料
電気機器用ブラシ材料
ヒューズ用材料
用途に基づく導電材料の分類チャートは以下の図に示されています。
電気機器のコイル用導体として使用される材料
銅、銀、アルミニウムなどの低抵抗率または高導電率を持つ材料は、電気機器のコイルを作るために使用できます。しかし、最適な導電性、機械強度、コストを考慮すると、銅が最も適しています。
加熱要素用材料
ニクロム、カンサル、クプロニケル、プラチナなどの高抵抗率または低導電率を持つ材料は、加熱要素の製造に使用されます。加熱要素に使用される材料は以下の特性を持つ必要があります。
高い融点
動作環境での酸化に対する耐性
高い引張強度
金属または合金をワイヤーの形に引き出すのに十分な延性
ランプフィラメント用材料
炭素、タンタル、タングステンなどの高抵抗率または低導電率を持つ材料は、白熱電球のフィラメントの製造に使用されます。白熱電球のフィラメントに使用される材料は以下の特性を持つ必要があります。
高い融点
低い蒸気圧
動作温度での不活性ガス（アルゴン、窒素など）中の酸化に対する耐性
高い抵抗率
低い熱膨張係数
低い温度係数の抵抗
高いヤング係数と引張強度
非常に細いワイヤーに引き出すのに十分な延性
フィラメントの形状に変換できる能力
熱的に誘発される応力に対して高い疲労耐性
コストが最小であるべき
送電線用材料
送電線用導体の製造に使用される材料は以下の特性を持つ必要があります。
高い導電性
高い引張強度
軽量
高い腐食耐性
高い熱安定性
低い熱膨張係数
低コスト
送電線に使用される材料は以下の通りです。
銅
アルミニウム
カドミウム-銅合金
燐青銅
亜鉛メッキ鋼
鋼芯銅
鋼芯アルミニウム
バイメタル
異なる「線膨張係数」を持つ金属の組み合わせを使用してバイメタルを作ることができます。以下に、バイメタルストリップの製造に一般的に使用される組み合わせを示します。
鉄、ニッケル、コンスタンタン（高い「線膨張係数」）
鉄とニッケルの合金（低い「線膨張係数」）
電気接点材料
電気接点の成功した動作は、様々な要因によって機能します。適切な電気接点材料を選択する際には、以下の要因を考慮する必要があります。
接点抵抗
接点力
電圧と電流
電気炭素材料
炭素は電気工学で広く使用されています。電気炭素材料は、グラファイトや他の形式の炭素から製造されます。
炭素は、以下の用途で使用されます。
白熱電球のフィラメントの製造
電気接点の製造
抵抗器の製造
DC機器、同期発電機などの電気機器用ブラシの製造
バッテリーセル要素の製造
電気炉用炭素電極
アークライト
