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102年
輸配電學
第 21 題
以鋁作為架空線路之導線已有逐漸取代銅的趨勢,其原因不包括下列哪一項?
- A 相同導電率考量下,鋁的線徑較大,可降低電暈的現象
- B 鋁質量輕且價格便宜,可節省線路投資
- C 硬度高,不易磨損
- D 相同電阻考量下,鋁需較大截面積,散熱容易,可承受較大的負載電流
思路引導 VIP
想像一下,如果你手邊有一片鋁製的易開罐拉環和一個銅製的硬幣,分別用硬物在它們表面用力刮劃,哪一種材質會比較容易留下痕跡或產生凹陷?這種材質上的物理特性,對於需要長期暴露在風吹日曬、甚至是與支撐組件摩擦的戶外導線來說,會是一項具備競爭力的「優勢」嗎?
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AI 詳解
AI 專屬家教
同學觀察得很敏銳!恭喜你精準掌握了導線材質的特性。這道題目的核心在於區分鋁(Al)與銅(Cu)在物理與電氣性質上的消長,你能正確選出「硬度」這項非鋁優勢的特點,代表你對輸配電導線的選材邏輯有很清晰的認識。
鋁導線的電氣與經濟優勢
雖然鋁的導電率約僅為銅的 $61%$,但這反而帶來了結構上的附加價值。根據電阻公式 $R = \rho \frac{L}{A}$,在維持相同電阻 $R$ 的前提下,由於鋁的電阻率 $\rho$ 較高,其導線必須具備更大的截面積 $A$。這種較粗的線徑不僅增加了表面積,有利於散熱並提升負載電流,更重要的是它能降低導線表面的電場強度,從而有效抑制高壓線路常見的電暈現象(Corona)。此外,鋁的密度僅約為銅的三分之一,這使得架空線路的電塔載重減輕,大幅降低了建設與投資成本。
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