導電率 — CAE用語解説

抵抗Rは「特定の形状・寸法を持つ部品の電気的特性」で、導電率σ（シグマ）は「材料そのものの固有の物性値」だ。関係はR = L/(σ*A)で、Lは長さ、Aは断面積。FEMでは複雑な形状の中での電流分布を解析するから、材料の基本物性である導電率を使う。銅はσ ≈ 5.8×10^7 S/mで金属の中で最高レベル、アルミはσ ≈ 3.7×10^7 S/m、鉄はσ ≈ 1×10^7 S/m。FEMでσを入力すると、Ohm則 J = σ*E（電流密度 = 導電率 × 電場）から電流分布が計算されるんだ。

渦電流解析が典型的な用途だ。交番磁場の中に導電率の高い材料があると、磁場の変化に応じて材料内部に渦電流が流れる。この渦電流の大きさと分布はσに直接依存するから、銅の渦電流損を正確に計算するにはσの温度依存性まで考慮が必要になる（銅は温度が上がるとσが下がるから損失が変わる）。また表皮深さ（skin depth）はδ = sqrt(2/(ω*μ*σ)) で計算されて、高周波では電流が表面に集中する。この表皮効果の予測にもσが核心的なパラメータだよ。

重要どころか設計の核心だ。バスバー（大電流を流す平板導体）の設計では、形状と導電率から直流抵抗を計算した上で、周波数依存の交流抵抗（表皮効果で実効断面積が減少する）をFEMで評価する。EV用の高電圧バスバー（400V〜800V系）では数百アンペアが流れるから、1%の導電率精度の誤りが熱設計の誤差に直結する。温度係数α（銅はα ≈ 0.0039 /K）を使ってσ(T) = σ_0 / (1 + α*(T-T_0)) と温度依存性を入力する実装が一般的だ。バッテリーパックの充放電中の温度上昇でバスバー抵抗が変化する——これをFEM熱-電磁連成で解析するのが最近の標準手順だよ。