銅線とアルミ線の接続：推奨されない理由

化学的および物理的特性

銅とアルミニウムは異なる化学的・物理的特性を持っているため、両者を直接接続することは望ましくありません。主な問題は、電気化学的特性の違いにあり、2つの金属を直接接続すると重大な問題につながる可能性がある。

電気化学的腐食

銅とアルミニウムが電解質（二酸化炭素のような不純物を含む水など）と接触すると、ガルバニ電池を形成します。このセルでは、アルミニウムは電子を失う傾向が高いため陽極（マイナス電極）として働き、銅は電子を失う傾向が低いため陰極（プラス電極）として働きます。これにより、2つの金属の間に約1.69Vの起電力が生じ、アルミニウム・ワイヤーを腐食させる小さな電流が発生する。電気化学的腐食として知られるこの現象は、接触不良と接触抵抗の増加につながる。

安全性への懸念

電流が流れると、接合部の接触抵抗が増加して発熱する。この加熱が腐食プロセスを加速させ、最終的に接合部が焼損し、火災を引き起こす可能性のある悪循環を生み出します。したがって、このような安全上の危険を防ぐためには、銅線とアルミ線の直接接続を避けることが極めて重要です。

銅とアルミニウムの接続ソリューション

銅とアルミニウムの接続が避けられない状況では、特定の方法と素材を用いてリスクを軽減することができます：

1. トランジションクランプ:銅線とアルミ線を安全に接続するために特別に設計されたもので、2つの金属が直接接触するのを防ぐバリアを提供する。
2. 錫メッキ銅線:銅線を錫の層で錫メッキすると、銅とアルミニウムの電気化学反応を抑えることができる。
3. 銅とアルミニウムのトランジション・ジョイント:これらのジョイントは、電気化学的腐食を引き起こすことなく銅線とアルミ線を接続するように設計されています。

銅線とアルミ線の長所と短所

銅線

メリット:

• より高い負荷容量:銅は、同じ直径のアルミニウムよりも多くの電流を流すことができる。
• より大きな柔軟性:銅線は柔軟性があり、断線しにくい。
• 低抵抗率:銅は電気抵抗が小さく、エネルギー損失が少ない。
• より良い安定性:銅は反応性が低く、長期的に安定している。

デメリット:

• コスト:銅線はアルミ線の約3.5倍とかなり高価である。

アルミニウムワイヤー

メリット:

• 費用対効果:アルミニウム・ワイヤーは安価で、予算に優しい。

デメリット:

• 低負荷容量:アルミニウムは銅ほど電流を流せない。
• より高い抵抗率:アルミニウムは電気抵抗が高く、エネルギー損失が大きくなる。
• 柔軟性の低下:アルミニウムはもろく、壊れやすい。
• 腐食:アルミニウムは腐食に弱く、特に銅と接続した場合、腐食しやすい。

結論

銅線とアルミ線を直接接続することは、電気化学的腐食のリスクや接触抵抗の増加、発熱、火災の危険性があるため推奨されません。2つの金属間の接続が必要な場合は、トランジション・クランプ、錫メッキ銅線、または銅とアルミニウムのトランジション・ジョイントを使用することが、安全性と信頼性を確保するために不可欠です。コストは高くなりますが、銅線は電気的特性と安定性に優れているため、一般的にはより良い投資となります。