銅とアルミのトランス巻線：大きな疑問

トランスの巻線を作るとき、どのような材料を使うのがベストでしょうか？銅巻線とアルミ巻線のどちらを選ぶかは非常に大きな問題です。それによって、トランスのサイズ、性能、コストが変わってきます。間違ったものを選ぶと、後で問題が発生する可能性があります。このような問題は、請求額が高くなったり、修理が必要になったりする可能性があります。

この記事では、その実態をお見せしよう。銅とアルミニウムの本当の違いを見ていきます。それぞれの良い面と悪い面について私が知っていることをお話しします。その選択によって変圧器の動作がどのように変わるのか、そしてその変圧器に支払う金額がどのように変わるのかを見ていきます。それが終われば、あなたはどちらの素材が自分が必要としているものに合っているのかがわかるでしょう。

なぜトランスの巻線にこだわるのか？

トランスが電力システムの心臓部のようなものだということは知っている。巻線は？血液を運ぶ管のようなものだ。このコイルは通常、銅かアルミニウムでできている。電力をある場所から別の場所に移動させる。トランスの巻線に適切な材料を選ぶことは、非常に大きな選択です。

一次巻線と呼ばれる最初の巻線は、電源から電力を受け取る。2番目の巻線は、その電力を送り出します。これらのコイルを巻くのに使用する材料によって、トランスの性能が変わります。また、サイズや重さ、そしてもちろん最終的なコストも変わります。車のエンジンを選ぶようなものだ。2つの異なるエンジンは車を走らせることができるが、その速さ、使用するガソリンの量、コストは変わってくる。トランスにアルミと銅のどちらが適しているかを選ぶときも同じです。

銅が選ばれる理由は？

長い間、トランスの巻線は銅が主流でした。実際、最初のトランスはすべて銅巻線でした。これにはいくつかの理由があります。最も重要な理由は、銅は電気を通すのに優れているということです。銅は電気伝導率が非常に高いのです。つまり、電力は非常に簡単に銅の中を通ることができるのです。

銅は導電性に優れているため、同じ働きをするアルミ製トランスよりも小型化できます。スペースがあまりない場合、これは非常に大きな助けになります。また、銅は非常に強く、細い銅線でも断線せずに引っ張ることができます。この品質は、工場がコイルを巻くのを容易にします。また、アルミコイルよりも揺れに強いコイルを作ることができる。

アルミニウムは価格と重量でより優れた素材か？

銅は長い間使われてきたが、現在はアルミニウムが非常に人気がある。その理由は2つある。私の仕事では、どんな仕事でも最初の価格が非常に大きな意味を持つことが多い。アルミは銅よりもずっと安価です。銅の価格設定は大きく変わることがあり、仕事のコストを推測するのが難しくなります。アルミの価格は通常、安定しています。

アルミニウムのもうひとつの大きな利点は、その重さだ。同じ量のアルミニウムと銅を使った場合、アルミニウムの方がはるかに軽いのです。これは、多くの材料を使用する大型トランスでは大きな助けになります。軽いトランスは、移動や設置が簡単で安価なことが多い。このため、アルミ巻きトランスは、コストと重量が最も重要な仕事に最適です。

素材によってトランスのサイズはどう変わるのか？

まず、銅製トランスとアルミ製トランスの大きさが違うことがわかるでしょう。銅は電気伝導率が高いので、同じ電力を流すのにそれほど多くの銅は必要ありません。つまり、銅線のサイズはアルミ線のサイズより小さくできます。その結果、コイルが小さくなり、トランスを小型化できるのです。

アルミ・トランスは、銅と同様に機能させるためにワイヤーを太くする必要がある。そのため、コイルが大きくなる。コイルが大きくなれば、コアも大きくなり、それを収納するボックスも大きくなります。アルミの方が軽いとはいえ、より大きなトランスが必要になるため、軽量化が相殺されてしまうこともあります。スペースがあまりない場合は、小型の銅製トランスが最適です。

銅巻線の良い点、悪い点とは？

私は多くの銅やアルミのトランスを扱ってきた。それぞれが得意なこともあれば、不得意なこともある。選ぶ前に、これらの良い点と悪い点を知っておくことが重要です。銅の場合、良い点は非常にはっきりしています。

銅巻線の良い点：

• 高い導電性： 銅はより優れた導体です。つまり、パフォーマンスが向上し、エネルギーの無駄が少なくなる。
• 小さめのサイズ： 銅は優れた導体であるため、銅変圧器を小型化することができる。
• 強い素材： 銅はアルミニウムよりも強い。より大きな揺れやストレスに耐えることができる。
• 熱に強い： 銅は熱に強い。これは電気的負荷が高い場合に重要です。

しかし、銅には悪い点もある。銅のコストが高いことが大きい。価格が大きく変動する可能性があるため、予算計画が立てにくいのです。また、銅の錆はアルミニウムほど大きな問題ではありませんが、錆が発生すると金属全体に広がる可能性があります。

アルミ巻線の良い点、悪い点とは？

さて、アルミニウムについて見てみよう。特にここ数年、アルミ巻きのトランスを使う人を多く見かけるようになりました。その理由の第一はコストです。

アルミ巻線の良い点：

• より低いコスト： アルミニウムは銅よりもはるかに安い。価格設定も安定している。
• 軽量化： 同じ働きをするアルミ・トランスは、通常、より軽量である。
• 錆を防ぐ： アルミニウムの外側は硬い層を作り、錆の発生を防ぐ。
• 蓄熱性が高い： 電気的負荷が高すぎる場合、短時間であればアルミの方が銅よりも熱を保持できる。

アルミニウムの最大の問題は、導電率が低いことだ。つまり、より太いワイヤーが必要になり、トランスが大きくなる。また、アルミニウムの電気的接続にはより注意が必要です。アルミニウムは熱くなると大きくなります。そのため、正しい方法で接続しないと、時間の経過とともに接続が緩んでしまう可能性がある。接続が緩む可能性は、昔は大きな心配事だった。時には火災のような問題につながることもあった。

大きな違いはあるのか？

突き詰めれば、アルミ製トランスは銅製トランスと同じように機能するのでしょうか？多くの場合、答えはイエスです。よくできたアルミ・トランスは、銅製トランスと同じように機能し、同じように長持ちします。重要なのはその製造方法です。工場では、導体としての性能の低さを補うために、より太いアルミワイヤーを使用しているだけです。

しかし、銅の方がはるかに良い選択である場合もあります。高調波と呼ばれるある種の電気的問題がある場所では、アルミ巻線の太いワイヤーがより多くのエネルギーを失う原因になります。また、銅の方が熱処理に優れているため、電気負荷が高すぎる場合にも有効です。つまり、どちらの素材も仕事ができるのです。しかし、よりハードな仕事には銅の方が適していることが多いのです。トランスがどの程度機能するかは、考える上で非常に重要です。

錆は電気接続にどのような影響を及ぼすか？

アルミニウムと銅の問題でいつも話題になるのは、錆、つまり酸化のことだ。どちらの金属も空気と反応しますが、その方法は異なります。アルミニウムは空気に触れると、すぐに外側に酸化アルミニウムの硬い層を作ります。この酸化層は電気を通しません。そのため、良好で強力な電気的接続を得ることが難しくなります。

これを解決するには、特別な方法と部品を使う必要がある。これらは、接続部が空気から密閉されていることを確認し、酸化膜を突き破ることができるようにする。一方、銅は電気を通す柔らかい酸化物を作る。そのため、銅を使えば電気的な接続がより簡単になる。錆の問題は、アルミニウムの接続をより慎重に行う必要がある主な理由の一つであり、時間の経過とともにより多くのチェックが必要になる可能性があります。

シェイクとその持続時間は？

トランスはただじっとしているものではない。揺れることもあるし、熱くなれば大きく、冷たくなれば小さくなる。短絡によって大きな力がかかることもあります。銅はより強い素材です。ストレスがかかっても、時間の経過とともにゆっくりと形状が変化することはあまりありません。そのため、銅巻線はより強靭になります。このような物理的な問題で壊れる可能性は低くなります。

アルミニウムは柔らかい素材だ。また、熱くなると銅よりも大きくなります。この大きくなったり縮んだりすることが、電気的接続やコイルにストレスを与えるのです。今日、アルミ巻きトランスの新しい製造方法によって、信頼性は格段に向上しました。しかし、銅の方が依然として強く、特に厳しい条件下では長持ちします。これは銅製トランスの寿命が長くなることを意味します。

では、どの素材が私の仕事に適しているのか？

これらのことを考慮した結果、アルミと銅のどちらが自分に合っているかという選択は、結局のところ、自分にとって何が必要で、何が最も重要かということに帰結します。どのような仕事にも "最適 "な素材はひとつではありません。私は、どちらの種類のトランスも、正しい方法で選ばれ、セットアップされれば、長年にわたってうまく機能するのを見てきました。

以下のような場合は、銅製の変圧器を検討すべきです：

• スペースがあまりなく、小型の変圧器が必要な場合。
• この仕事は、病院やコンピューターセンターのように、常に動いていなければならない非常に重要な仕事だ。
• 変圧器は、高い電気負荷、頻繁すぎる負荷、または多くの揺れに対応しなければならない。
• 長期にわたる電気料金の節約は、最初に支払う料金よりも重要である。

一方、アルミニウム・トランスは、次のような場合に最適な選択となる：

• 変圧器のスタートコストは、あなたのプランの非常に重要な部分です。
• 変圧器の重量は、電柱に取り付ける場合など重要だ。
• 変圧器は、電気負荷があまり変化しない通常の仕事用だ。
• あなたは低電圧システムを使用しています。この場合、アルミニウムの導電率の低さはそれほど大きな問題ではありません。

まとめると、銅とアルミのトランス巻線の問題は、どちらの素材が常に優れているかということではありません。特定の仕事に対してどちらが優れているかということです。最終的な選択は、コスト、大きさ、重さ、そしてどの程度うまく機能させる必要があるかということの組み合わせです。

覚えておくべきこと

• 銅の良い面 銅は電気伝導率が高い。そのため、より小型の変圧器がよりよく機能し、より丈夫になる。
• アルミニウムの良い面 アルミはコストが安く、軽い。そのため、お金を節約したいときには良い選択となる。
• サイズの違い： 同じ電気的な仕事をするためには、アルミ変圧器は銅変圧器よりも大きくなければならない。
• コネクションは重要だ： アルミニウム巻線の電気接続は、電気を遮断する錆の層が形成される可能性があるため、より注意深く、特別な部品を必要とする。
• 最も重要な仕事 最適な選択は、何を必要とするかによって決まる。非常に重要な仕事では銅を使うことが多く、通常の変圧器ではコストを抑えるためにアルミを使うことが多い。