《電力》〈電気材料〉[H24:問14]導電材料としてよく利用される銅に関する論説問題

【問題】

【難易度】★★★☆☆(普通)

導電材料としてよく利用される銅に関する記述として,誤っているものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

(1) 電線の導体材料の銅は,電気銅を精製したものが用いられる。

(2) \( \ \mathrm {CV} \ \)ケーブルの電線の銅導体には,軟銅が一般に用いられる。

(3) 軟銅は,硬銅を\( \ \mathrm {300} \ \)~\( \ \mathrm {600} \ \mathrm {[℃]} \ \)で焼きなますことにより得られる。

(4) \( \ \mathrm {20} \ \mathrm {[℃]} \ \)において,最も抵抗率の低い金属は,銅である。

(5) 直流発電機の整流子片には,硬銅が一般に用いられる。

【ワンポイント解説】

導電性が高い銅は,発電機,変圧器の巻線,送電線等様々な箇所で利用されます。
ただし,架空送電線に関しては,昔は硬銅線が用いられていましたが,銅は重量が大きいため,近年の送電線は鋼心アルミより線が一般的に使用されています。
鋼心アルミより線は亜鉛メッキ鋼線の周りに硬アルミ線をより合わせたもので,硬銅線より安価になります。また,アルミは導電率では銅の3分の2程度ですが,重量が3分の1程度なので,全体として約半分の重量で同容量の送電線の敷設が可能となります。

【解答】

解答:(4)
(1)正しい
問題文の通り,電線の導体材料の銅は,電気銅を精製したものが用いられます。電気銅は電気精錬により化学的に銅の純度を上げたもので,導電性が非常に良いという特徴があります。銅の電解精錬は近年3種では出題されていませんが,1種では出題されています。3種でも出題される可能性がある問題なので,合わせて見ておいても良いかもしれません。

(2)正しい
問題文の通り,\( \ \mathrm {CV} \ \)ケーブルの電線の銅導体には,軟銅が一般に用いられます。

(3)正しい
問題文の通り,軟銅は,硬銅を\( \ \mathrm {300} \ \)~\( \ \mathrm {600} \ \mathrm {[℃]} \ \)で焼きなますことにより得られ,柔らかく電線の取り回しがしやすくなります。

(4)誤り
\( \ \mathrm {20} \ \mathrm {[℃]} \ \)において,最も抵抗率の低い金属はです。しかし,銀はとても高価である上,銅とも大きな違いはないため,送電線には銅が用いられます。

(5)正しい
問題文の通り,直流発電機の整流子片には,硬銅が一般に用いられます。