銅線的電阻是多少-實際測給你看

但是你如果想分析電源短路的情況，例如用銅線將正負極短路，那麼銅線0Ω這個前提將 ... 如果我把兩個鱷魚夾彼此接在一起，那麼應該會出現多少電阻值呢? 文章快訊 [2021-11-02] 變壓器極性-用指針電錶測量-示波器XY模式看相位差 實作知識 [2021-08-31] 波形很醜有內幕-電波反射讓你頭很燒 示波器Scope [2021-08-14] 電纜長度量測-斷線位置判定-電波速度與反射的應用 量測儀器 [2021-03-16] 微波爐電磁波-會洩漏多少功率-實際測試給你看 頻譜分析儀Spectrum [2021-03-16] ChannelPower頻道功率-有線電視頻譜長這樣 頻譜分析儀Spectrum 搜尋關鍵字: Home電力電源觸電與安全Safety銅線的電阻是多少-實際測給你看 不知道各位有沒有想過銅線的電阻是多少?以往畫線路圖的時候總是把銅線的電阻當作0Ω，這樣的假設在絕大部分的情況下，或者說在正常的情況下，基本上不會有太大的問題。

但是你如果想分析電源短路的情況，例如用銅線將正負極短路，那麼銅線0Ω這個前提將會讓你在第一步就卡關，畢竟把電源正負極短路之後，短路處的電壓到底該當作是正極的電壓，還是該當做負極的電壓呢?其實我們還是必須把銅線當作有電阻來看待，只不過電阻非常小，這樣後續才有辦法分析。

今天就要好好來測量一下，平常被當作0Ω的銅線，它的電阻到底是多少?但由於電錶的探棒也是銅線做的，所以等一下你就會看銅線量銅線的絕妙景象。

一般電錶無法測量超低電阻 說到量電阻一定很多人會想起常用的三用電錶，裡面就已經有電阻檔位了，拿來測個銅線應該綽綽有餘吧!雖然三用電錶大家很熟悉，但它其實是有範圍限制的喔，是怎樣的限制呢?我拿一個0.25Ω的精密電阻如下圖，用一般的三用電錶做測試，你就知道了。

用0.25Ω的精密電阻來做實驗 把三用電錶的紅黑探棒觸碰精密電阻的兩端，你會發現讀值是1.2Ω，很明顯地跟電阻的0.25Ω不符合，注意喔!在這個實驗裡面，電阻是當作標準，電錶才是待測物喔，所以這個結果就是告訴我們，當探棒跨接的電阻越小的時候，三用電錶會越來越不準，所以遇到0.25Ω這種超低電阻的時候，三用電錶其實是毫無能力測量的。

三用電錶無法測試超低電阻 為何一般電錶對於超低電阻會越量越不準呢?因為測量電阻需要有電流和電壓兩種資訊，如果待測電阻很小的話，電阻兩端的電壓就會跟著很小，稍有雜訊就可能會讓電錶無法得到正確的電壓，所以它就需要增加電流，才能提高電壓增加精準度，但電流又不能太大，不然電阻可能會燒掉，哎呀!真的好難對吧，是的!這真的不容易，其實設計電路有很多時候就是要自己取個平衡點啊。

剛才講的是量測電路上的難度，另外三用電錶的量測還有一個先天的問題，就是三用電錶上的紅黑探棒，本身都要”插”在電錶上，探棒則要”碰”到待測物，無論是“插”還是“碰”，它都是一種金屬與金屬的接觸，接觸的那一點上就會產生接觸電阻，它不是真的電阻喔!而是因為接觸面積很小，中間可能還有點污垢，因而造成了些微的電阻，大約是10mΩ或50mΩ之類的接觸電阻值。

這個接觸電阻平常你可以忽略它，例如當你測量1kΩ的時候，這些接觸電阻會和待測物串聯起來，由於接觸電阻實在太小，對於測量結果毫無影響，幾乎可忽略；但是若待測物本身就已經是0.25Ω也就是250mΩ的時候，假設接觸電阻為50mΩ，如下圖三用電錶的探棒的四個接觸點，就會貢獻出50mx4=200mΩ的電阻，光是探棒本身就幾乎是待測物的電阻了，那你到底是在量探棒還是量電阻呢? 探棒的四個接觸點會影響量測結果 低電阻四線式量測 由於用兩根探棒串接電阻的測量方式對於小電阻來說並不準確，所以這時候就必須要用四線式的測量方式，至於為何四線式會比較準?就請各位自行參考這篇文章低電阻測量-四線式精準測量0.01Ω的原理。

下圖我直接秀出四線測量的接線方式，HI與LO提供電流，V+與V-測量電阻兩端的電壓，所以外觀上看來會有四條線接在電阻上，這種接法也稱為KelvinConnection，這樣的測量就會非常準了。

小電阻需要用四線式測量 電流與電壓共有四條導線，它們只在待測電阻端的接頭有兩兩接觸而已，其餘的位置全部分開，實際的接線法舅如下圖一樣，由於待測物都還沒接上，所以電阻無窮大，超出目前設定的200Ω範圍，所以面板出現OverLoad。

電壓與電流導線的接法 如果我把兩個鱷魚夾彼此接在一起，那麼應該會出現多少電阻值呢?直接接在一起理論上應該要是0Ω吧，你看下圖還真的就是0Ω，那可是小數點下四位耶0.0000Ω，這也太完美了吧。

鱷魚夾短路得到0.0000Ω 俗話說好景不常，我必須說那個0.0000Ω的完美數值，只不過是偶爾曇花一現，讀值基本上會不斷的跳動，你看下圖它現在又變成0.0022Ω了，這部分可能跟我的鱷魚夾有關係，因為它的嘴是鋸齒狀的，彼此咬合的時候只會有幾個點碰到，有時候某些接觸點還會若即若離，電阻就會變動，這部分的變動範圍與0.25Ω相比是小很多的，所以我並不在意這個誤差，如果你的待測電阻更小的話，那這個誤差對你就會有影響，這時就要使用特定範圍的微阻計。

探棒短路時的電阻會些微變動 現在我就把剛才的0.25Ω電阻接上去如下圖，看看到底測量到多少阻值?得到的數字是0.2491Ω，這個數值就較符合預期了，所以各位就知道要測量超低電阻，一定要記得使用四線式量測喔。

四線式測量小電阻較符合現況 銅線電阻測量 前面寫這麼多篇幅只是要讓各位知道，要測量小電阻不能使用普通的三用電錶，必須使用有四線式量測功能的電錶或是微阻計。

接著就要來實際測量銅線的電阻囉!為了避免電阻太小測不到，所以我不打算用太粗的電線，而是把多心線的其中一條銅絲抽出來，這樣電阻就會大一點，因為根據電阻定律，截面積越小電阻越大。

如下圖我抽出了大約7cm的一絲銅線，然後用鱷魚夾夾住，因為銅絲太細可能畫面中看不清楚，但只要仔細看還是會看到喔，重點還是讀值，這條銅線的阻值是0.2519Ω，居然跟剛才做實驗的小電阻幾乎一樣，所以銅線的電阻並不是零喔。

7cm銅絲的電阻大約為0.25Ω 假設電線裡面是由10條這種銅絲並排起來的，那麼它的總電阻就會是1/10，也就是7cm的導線電阻是0.025Ω。

各位可以想想看，目前7cm的電線電阻有0.025Ω，如果有100倍長度的電線也就是700cm，它的電阻也會變成100倍，也就是會有2.5Ω，這還只不過是7公尺電線而已。

而電線杆上的電線隨便都用公里算的，那它的電阻不就爆高的嗎?對!所以一般拿來做供電線路的電線，都非常的粗，目的就是要降低電阻，你就當作是有幾千條這種銅絲絞在一起的概念，雖然它實際上不是用銅絲，而是用很粗的實心銅線絞在一起，但就是一個電阻並聯，越並越小的概念，這樣電阻才會低，供電損耗也會低，台電才不會虧錢。

那如果用較細的電線來供電會怎樣?那麼電線就會發熱，因為根據P=I2R，電阻變高所以功率也會變高。

那有人會問為何不用P=V2/R來看?從這個公式來看，電阻越大功率越小耶，欸…如果你剛剛曾有這麼一秒鐘覺得好像也是的話，表示觀念不清楚，但由於這一題是觀念題，加上與本文較無關，我就只給提示:這裡的V不是指110V之類的供電電壓喔，剩下的我就交給各位自己想。

接著我就真的把較細的延長線拿來接電熱器做實驗，先說喔!我個人很不喜歡把延長線接在發熱電器上，因為冒火的風險很高，這次純粹是因為需要大電流的場景，我才會這麼做。

這個電熱器本身自己的插座電源線是很粗的，但我故意找個較細的延長線，當相同的電流流經一粗一細的電線時，它們各自產生的熱能就不同。

如下圖，我使用熱顯像儀觀察粗細這兩種電線的溫度變會，各位可以看到電線較細的延長線明顯較亮，也就是溫度較高的意思，電熱器本身的電源線很粗，所以仍維持紫色，也就是溫度較低的意思，這個實驗我沒有持續太久，因為我很怕延長線會溶掉，這並非危言聳聽，曾經有朋友去露營，就因為使用了一般延長線來接高功率電器，造成延長線熔毀，大家都嚇死了，這非常危險，大家一定要留意。

用熱顯像儀觀察電線的升溫現象 開關接觸電阻測量 接下來看電燈開關，可能有人曾經驗過電燈開關產生溫度的現象，這是因為開關畢竟也是兩個銅片接觸的結構，接觸點都會有接觸電阻存在，一般也許就50mΩ，如果接觸點卡了一些油汙產生較高的接觸電阻，那就可能在ON的時候產稱熱能。

接下來就來測量看看一般的電源開關，它在ON的時候接觸電阻是多少?於是我拿了一個已經用了一陣子的開關，它不是新的但也沒有老舊到髒兮兮的樣子，我想它應該可以代表大部分的情況，所以我就把開關的兩端接在剛才的鱷魚夾上面，如下圖得到的讀值為0.0952Ω，這個阻值基本上還好，不會有太大問題。

但如果它將來慢慢增加變成1Ω的話，那就真的要注意了，舉例喔，若接上100W的燈泡，以110V來說大約會產生0.9A的電流，經過1Ω的接觸電阻大約會產生約0.8W的熱量，這麼一來開關就會開始有溫度了，當然火災的風險就高了。

電燈開關的接觸電阻大約是0.095Ω 大電流的開關-接觸器Contactor 剛才講的開關大都是用在家裡的電燈或是抽風機，基本上家用的電流都不會太大，用起來不會有問題。

但若是要用在大樓的抽水馬達或電梯這種需要消耗大電流的東西，那就需要用另一種開關，稱為接觸器Contactor如下圖。

通常在大電流接通的瞬間會產生大量的電弧與閃光，一般的家用電燈開關無法承受這種物理現象，所以必須要改用更堅固耐用的接觸器，然而接觸器並不是用手指來做開關控制的，而是要透過另一組電源來驅動電磁鐵，將接觸器的兩個簧片吸在一起，這其實就是繼電器的概念，只不過接觸器擁有更高的電流承受度與更多的控制端子，一般稱為輔助端子，可以讓你做更多的應用。

既然接觸器是用在更大的電流導通的場合，它在接觸時也會擁有更低的接觸電阻才對，但這部分我就沒再做實驗了，因為我手上這顆是個故障品，而且它也不是我今天的主角，所以就讓有興趣的人自己設計實驗來測量囉。

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