銅の電気抵抗とは？

回答（５）さんの回答で
>ミリオームテスタ（４端子法）で測定してみたのですが、なかなか難しいです。の意味がわかりました。
溶接部の抵抗Rは

R＝ρl／A

抵抗率ρ：銅の場合、１．７２×１０＾－１１Ωｍｍ
l：溶接部の厚さ（長サ）、ｍｍ
A:溶接部の断面積

ここで、断面積をΦ１とするとA=７．８５E-7ｍｍ＾２、溶接部の厚さｌ：0.01mmとするとR＝0.22μΩとなります。

すなわち、４端子の電極が0.01ｍｍずれると、0.22μΩの変化となり、電極の位置を精度良く決めないと、幾ら分解能の良い測定器を持ってきても無理だと思います。
評価する抵抗値としては0.22Ωの１０倍以上でないと難しいのではないでしょうか、断面積の1/10であれば目視でも分かるのでは思いますが。

間違いがありましたので訂正します。
抵抗率ρ：銅の場合、１．７２×１０＾－１１Ωｍｍ⇒１．７２×１０^-5Ωｍｍ
断面積はΦ１とするとA=７．８５E-7ｍｍ＾２⇒0.785ｍｍ^2
値は0.22Ωで変わりません。

溶接のことは知りませんが。。

φ1～1.5mmで10cmの銅ということでしたら、溶接部を
無視すると電気抵抗は0.1～0.2mΩ程度でしょうか？
(計算間違いでしたらすみません。)
ということであれば、日置電機の低抵抗計3541であれば
一応測定範囲には入るようです。(0.1μΩ～)

測定方法は四端子法での測定になります。
使ってみたいということであればおそらくデモ機を貸して
もらえると思います。

ただ10cmでの測定ということですと、プローブの幅もあり、
測定長さの不確かさによる測定誤差も無視できない範囲に
なるかと思いますので溶接の健全さが判別できるかは
分かりません。

もう少し長さがあれば測りやすいと思うのですが。

ご参考まで。

溶接品ではないですが、同じ様な形状の非鉄金属の抵抗値を測定しようと試みたことがあります。
#1さんや#4さんのおっしゃるように、ミリオームテスタ（４端子法）で測定してみたのですが、なかなか難しいです。

＞φ1.5（5cm）銅とφ1（5cm）銅の突き合わせでアークスポット溶接
というものなので、たぶんμΩレベル、それ以下の抵抗値ではないでしょうか。
この抵抗値レベルで、たぶん溶接の差で生じる抵抗値の差はサブμΩ・・・？

このレベルの抵抗値を精度良く測定できる機械があれば・・・と私も考えていたところです。


かなり乱暴な測定方法ですが、
このμΩで電圧降下mVを測定するためには数KAの電流を流せば、と考えました。μΩＸKA＝mVになりますよね。

数KAを長時間長せば発熱してしまうので、数サイクルだけ・・・と考え、スポット溶接機の電極にワークを取り付け、２～３サイクルだけ数KA流し、電圧降下を測定しました。
電流値（数KA）は1000A/50mVシャントを用いて電圧に変換しメモリースコープへ。
電圧降下はワーク接合部に銅ワイヤーを接触させて、メモリースコープへ。
メモリースコープには電圧と電流の２本の正弦波が描かれ、電圧ピーク値と電流ピーク値でわり算すれば、一応抵抗値となります。精度の真偽は議論ものですが、Agろう付品では接合の善し悪しで抵抗値の差が検出できました。
添付URLで「WとCuの直接接合」を参照ください。

この方法が今回のものに適用できるかはわかりませんが、参考になりましたら幸いです。


#3さんのシグマテスタなるものは、海外製で１００万円を軽く超える値段のようです。しかも測定範囲はΦ１０の面積が必要で、厚みも1mm以上ないといけないものでした。今回の測定にはちょっと不向きかと思われます。

以上参考まで。

回答（１）さんが言われているように４端子法が良いと思います。
この方法を簡単に行うには、定電流DC電源に繋いでスポット溶接部両端にクリップ（ナイフエッジ状の物）で挟んでデジタルテスター（ｍVオーダ）で測定すれば良いと思います。
このとき、銅線とクリップ部で熱電対を構成ししますので熱起電力が発生することがあります。
そこで、電源の極性を変えてクリップ間に発生する熱起電力を次のように処理
すれば抵抗が測定できます。

R＝（ΔV＋ｅ）－（－ΔＶ＋ｅ）／（２Ｉ）＝ΔＶ／Ｉ
　　ΔV＋ｅ：電流を＋方向にした時の電圧
　－ΔＶ＋ｅ：電流を－方向にした時の電圧
　　　ｅ：熱起電力
　　　Ｉ：電流

クリップ部を切り替えると状態が変わる恐れがあるので、電流側の極性を変える方が影響が少ない。

銅合金の抵抗を渦電流で計るシグマテスターとかいうのが有ったと思いますが、今も市販されているかどうかは知りません。接触抵抗の影響を受けにくいとかのメリットは有ると思います。