周国霞

八年级《物理》(人教版)下册课本第21页“我还想知道”中提出了这样一个问题:“供电线路上用铜导线好还是用铝导线好?”

回答上述问题，我们首先要从金属导体的导电性能说起.

我们知道，决定一个导体电阻大小的因素有导体的材料､长度和横截面积.长度､横截面积相同时，导体的材料不同，电阻也不同.用一定材料制成的横截面均匀的导体，它的电阻与长度(L)成正比，与横截面积(S)成反比，即R=pL/S，比例系数ρ可以反映材料本身的性质，我们称之为电阻率.电阻率越大，材料的导电性能就越差.下表所示是几种常用的导体的电阻率(20 ℃时).

从表中可以看出，银的电阻率最小，在金属导体中，它的导电性能最好，但作为稀有金属，它的价格较高，因此不能用来制作普通的导线，只用来制作特殊的部件或用在对导电性能要求较高的某些电路中(如手机､电脑的精密电路中).现在普遍使用的导线主要是用铜和铝制成的，它们的导电性能也很好.

那么供电线路上用铜导线好还是用铝导线好呢?

我国于1999年6月1日颁布实施了国家强制性标准《照明设计规范》，要求照明线路应使用铜导线.这主要是因为铝导线较铜导线易于引起火灾.据美国消费品安全委员会统计的火灾发生率，铝导线为铜导线的55倍.铝导线易引起火灾的原因不在于铝导线本身而在于铝导线的接头.铝导线的连接部位易引起火灾的原因有以下几个方面:

1. 铝导线表面极易氧化.如果将铝导线表面的氧化层刮净，它能在几秒钟内又形成新的氧化层，虽然氧化层的厚度很薄，却有很高的电阻.当有较大电流通过铝导线接头时，所产生的热量较高，容易引燃近旁的可燃物质.而当线路绝缘层损坏发生短路时，铝导线接头的高电阻又会限制短路电流，使线路上的断路器､熔断器等过流保护设施不能及时切断电源，增加了线路短路起火的危险性.

2. 铝与铜的膨胀系数不同.将铝导线与设备的铜质接线端子相连，因铝的膨胀系数超出铜约36%，当导线中有电流通过温度升高时，铝导线膨胀较多，铜质端子膨胀少，使铝导线受挤压变形，断电冷却后会在连接处出现空隙，空气或潮气乘虚而入，铝导线表面被氧化腐蚀，使接触电阻增大.再有电流通过时，连接处发热加剧，形成恶性循环.当达到危险高温时，连接处的绝缘层被熔化，易导致线路短路，甚至引起火灾.

3. 铝的电解作用.铝导线的连接处进入潮(湿)气后，会形成局部电池效应，使铝被腐蚀，这也会增加接触电阻.

4. 铝的韧性差.铝导线较脆，拆装中容易折断，而且折断后难于再接，影响电流的流通.

与铝导线相比，铜导线不易氧化腐蚀，火灾危险性小，且铜导线韧性好，不易折断.因此，为保证照明电路的安全，照明电路不应采用铝导线而应采用铜导线.

然而高压输电线路一般采用钢芯铝绞线，原因是钢芯可以提高电线的机械强度，增强铝导线的韧性.铝的导电性能较好，铝氧化后生成的氧化铝化学稳定性高，表面致密，使内层不易被氧化.而且铝导线比铜导线成本低很多，经济上也比较合算.

责任编辑程哲