単一の固体導体
特徴
単一の固体導体は最も基本的なタイプの導体です。それは単一の金属材料(銅やアルミニウムなど)でできており、構造が簡単で機械的強度が高いという利点があります。その固体構造により、低周波時には良好な導電性と比較的均一な電流分布を有します。例えば、高機械強度と低周波数を必要とする一部の短距離送電線(室内の電力配線など)に使用されることがあります。
しかし、送電周波数が増加すると、スキン効果により電流が導体表面に集中し、固体導体内部の材料が十分に利用されず、材料の無駄となります。また、大電流送電時の発熱問題により、その電流容量が制限される可能性があります。
絞り導体
特徴
絞り導体は、いくつかの小さな直径のワイヤーをねじり合わせて構成されています。この構造は導体の柔軟性を増し、設置や曲げが容易になり、ケーブル橋内のケーブルや移動可能なデバイスの電源コードなど、頻繁に曲げられたり移動したりする必要がある送電線に適しています。
絞り導体の複数のワイヤー間の接触は、一定程度では放熱面積を増加させ、電流容量の向上に役立ちます。同時に、各小さなワイヤーを独立した電流パスとみなすことができるため、高周波時にはスキン効果により電流が各小さなワイヤーの表面に集中し、これは全体の有効導電面積を増加させるのに相当し、単一の固体導体よりも高周波送電に対応することができます。例えば、いくつかの高周波通信ケーブルでは、信号伝送品質を改善するために絞り導体がよく使用されます。
中空導体
特徴
中空導体の内部は中空構造であり、電流は主に導体の外表面に集中します。この構造はスキン効果を効果的に利用し、高周波送電時には電流が表面に集中するため、中空部分は電流伝送に実質的な影響を与えないものの、導体の重量を軽減し、材料を節約することができます。
中空導体は、重量要件が厳しいいくつかの送電システム(宇宙航空分野の送電線など)や長距離の架空送電線(自重による塔への圧力を軽減するため)に一定の応用があります。ただし、中空導体の製造工程は比較的複雑であり、機械的強度は固体導体よりも低い場合があり、構造設計において十分な機械的支持を確保するための措置が必要です。
同軸導体
特徴
同軸導体は、絶縁媒体によって分離された内導体と外導体で構成されています。外導体は通常、内導体を中央に囲む中空円筒形の導体です。この構造は優れた電磁シールド特性を持ち、内導体が信号を伝送し、外導体は信号のリターンパスであるだけでなく、外部の電磁干渉からシールドする役割も果たします。
同軸導体は、高周波信号伝送(テレビ信号伝送、コンピュータネットワークでの高速データ伝送など)に広く使用されています。高周波信号を効果的に伝送し、信号減衰と外部干渉を減少させ、信号品質を確保することができます。ただし、同軸ケーブルのコストは比較的高く、伝送距離が増加すると信号減衰は依然として考慮すべき問題です。