케이블 재질 이야기 입니다.
케이블 재질은 크게 2가지로 구분하여 얘기 합니다. 하나는 전기를 통과 시키는 도체(Conductor)이고 다른 하나는 도체로 부터 외부로 전류를 차단 시키고 도체를 보호 해주는 절연체(insulation) 입니다. 그리고 주석 도금, 은 금도 얘기도 같이 해보겠습니다.
먼저 케이블의 구조부터 얘기 합니다. 케이블은 1번째 사진과 같이 가운데 도체가 있고 그위에 절연체가 있고 절연체 위에 외피(Jacket)가 있습니다. 쉴드 케이블의 경우 절연체 위에 쉴드가 있고 다음에 외피가 있습니다. 앰프 배선용과 같은 단선이 경우에는 대게 절연체와 외피가 같으나 복선인 경우에는 절연체와 외피가 다릅니다.
도체의 종류는 여러 가지가 있지만 일반적으로 사용하는 것은 구리와 알루미늄 2가지가 있고 특수한 용도로 극히 한정적으로 사용되는 은, 금 등의 도체가 있습니다. 오디오를 비롯한 거의 모든 케이블의 도체는 거의 구리 입니다. 알루미늄 도체는 주로 발전소에서 송전탑을 통해 변전소로 공중으로 연결되는 용도로 사용 됩니다. 2번째 그림과 같이 알루미늄은 전도율이 구리의 63% 정도 밖에 되지 않지만 무게가 가벼운 장점이 있어 사용을 합니다. 이 전선을 구리로 사용한다면 아마 현재의 송전탑은 케이블 무게가 무거워 좀더 강하게 만들어야 합니다.
구리선을 만드는 구리는 전기로 정제를 하기 때문에 전선을 만들기 위한 원료인 구리 바(Bar) 의 순도는 이미 99.9% 로 이미 순동이며 거의 모든 케이블의 원료로 사용이 됩니다. 케이블 회사에서는 구리 정제를 하지 않습니다. 99.9999% 구리나 있는지는 모르나 99.9% 구리나 전도율에는 차이가 없고 측정이 불가능 합니다. 그리고 0.1% 순도 때문에 전도율이 바뀐다??? 더구나 소리가 바뀐다??? 저는 전자 공학이나 재료 공학을 전공을 하지는 않았으나 공돌이 출신 으로 음악을 반세기를 넘게 들었습니다. 마지막 글을 읽어 보시기 바랍니다.
국내 어는 인터넷 블로그를 봤는데 주석선과 주석/구리 합금선은 소리가 이렇고 저렇고 합니다. 2번째 그림에서 보듯이 주석선은 전도율이 구리의 15 %로 저항이 많아 전기 케이블 사용 할 수가 없고 실제로 주석선은 없습니다. 또한 주석과 구리 합금은 우리가 잘 알고 있는 유기 그릇의 원료 인데 이 재질로 케이블을 만들면 주석과 마찬 가지 이유로 할 수 없으며 주석 구리 합금 선도 다른 용도로는 몰라도 오디오와 같은 일반 케이블은 저는 경험이 없습니다. 주석으로 만든 전기 줄을 정말로 보고 싶습니다.
이번에는 주석 도금 그리고 은 도금 같은 도체의 도금과 절연체에 대한 얘기를 같이 하겠습니다.
1950 년대 말부터 PVC 가 본격적으로 케이블 절연체에 사용되면서 현재도 제일 많이 사용되는 절연체 입니다. PVC 전에 사용하던 절연체는 3번째 그림과 같은 천연 고무 였는데 당시 고무 원료와 가공 기술이 당시에는 매우 좋지 않아 시간이 흐르면 그림과 같이 금이(Crack) 생기며 크랙을 통하여 외부의 환경 조건이 도체로 전달되어 특히 물이 침투하여 구리 선이 부식 되었습니다. 이러한 현상으로 오래된 고무 절연체 케이블은 불량 케이블이 많습니다. 이러한 구리의 부식을 방지하기 위하여 만든 구리에 주석을 도금한 주석 도금 선 입니다. 그런데 오디오 사이트를 보면 소리 결을 위해서 주석 도금 선이 출현 했느니 하는 코메디 같은 얘기가 많이 있습니다.
그런데 요즘 많이 사용하는 19가닥 연심 케이블의 경우 19심 전부 주석 도금을 하면 2번째 그림과 같이 주석은 전도율이 구리의 15% 밖에 되지 않아서 전도율에 문제가 된다고 합니다. 그래서 구리에 은 도금을 하게 되는데 녹을 방지 하는 데는 은이 주석보다 못하지만 은의 전도율이 구리보다 좋아 고급 케이블은 테프론 피복과 은도금 구리선을 사용 합니다.
우리 나라 인터넷 사이트에 4번째 그림과(벨덴 카탈로그 상의 사진) 같은 유명한 벨덴 8477 케이블이 주석 도금 스피커 케이블이라고 하는데 벨덴 8477 카탈로그 어디를 보아도 주석 도금은 맞는데 스피커 케이블이라는 문귀는 없습니다. 미국내 소매상들이 스피커 케이블 이라고 하여 미터 당 1000원이 안되는 가격으로 판매를 합니다.
자작하시는 분들은 경험이 있겠지만 PVC 피복으로 된 케이블은 주석 도금 선이 많지 않습니다. 이유는 PVC 피복은 품질이 좋아 외부의 수분이 투과하지 않아 구리의 부식이 거의 없습니다. 그러나 가끔은 PVC 피복의 케이블도 위 벨덴 케이블 처럼 주석 도금 선을 볼 수 있습니다.
고무 절연체와 거의 같이 사용된 절연체는 장터에서 가끔 판매되는 5번째 그림과 같은 섬유 재질 절연체 입니다. 케이블 절연체로 절연 효과가 있었지만 이 절연체 역시 외부의 환경 조건에 매우 약했습니다. 특히 습기를 투과에 의한 도체 부식은 아무런 보호를 하지 못합니다. 이런 이유로 섬유소 절연체의 케이블의 도체도 주석 도금을 합니다. 그리고 섬유와 고무를 서로 보완적으로 사용 하였습니다. 그런데 국내 인터넷 블로그에서 근거도 없이 섬유소 케이블을 최고의 케이블 처럼 다루기도 합니다. 섬유는 케이블 모양을 내기 위해서 6번째 그림과 같이 케이블 외피로 많이 사용을 합니다.
케이블 절연체를 정리 하면 종이 등 여러 가지가 있으나 주로 사용된 재질은 역사적으로 볼 때 섬유질, 고무, PVC 그리고 테프론이며 섬유질과 고무 절연체 케이블은 특수한 케이블이 아니고 매우 오래되어 품질에 문제가 있을 수 있는 케이블 입니다. 1960년 대를 넘어서는 거의 대부분 PVC 피복이 주로 사용하며 고급 케이블은 테프론을 사용 합니다. 전기의 흐름이 매우 중요한 PC 컴퓨터 제작시에도 일반 도금이 안된 구리 도체와 PVC 절연체 케이블을 사용 합니다.
글을 계속 됩니다.
감사 합니다.
참고로 아래 글은 미국 “Audiophilereview´에 실린 OFC에 대한 글 입니다.
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If you've ever read a cable ad, you've certainly seen references to "oxygen-free" copper or to copper or silver of some number of "nines" of purity. (Also stated as "N"s, as in 5N, 6N, or even more). The nines they're referring to are the ones describing the purity of the metal in question: Metal that's 0.9999 pure, for example, or 99.99% pure, is described as "Four Nines" or "4N" pure. As of this time, I've heard claims (always by cable manufacturers, incidentally, NOT recognized copper producers or refiners) of copper as much as TEN nines (99.99999999%) pure, but at least three questions always arise whenever people tell me such things: The first of those is "How do you know?".
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