المقاومة الكهربائية المحددة للأرض
عادة ما تسمى الطبقات العليا من قشرة الأرض ، والتي يمكن أن تتدفق فيها تيارات التركيبات الكهربائية ، بالأرض. تعتمد خاصية الأرض كموصل تيار على هيكلها والمكونات التي تحتوي عليها.
المكونات الرئيسية للأرض - السيليكا وأكسيد الألومنيوم والحجر الجيري والفحم وما إلى ذلك. - عوازل ، وتعتمد موصلية الأرض على محلول التربة ، أي على الرطوبة والأملاح المحتجزة بين الجزيئات الصلبة غير الموصلة للمكونات. وبالتالي ، فإن الأرض لديها موصلية أيونية ، والتي ، على عكس الموصلية الإلكترونية في المعادن ، لديها أكبر المقاومة الكهربائية للتيار الكهربائي.
من المعتاد تحديد خصائص الأرض كموصل حالي. مقاومة كهربائية محددة ρ ، وتعني مقاومة مكعب من التربة بحواف 1 سم ، وتتحدد هذه القيمة بالتعبير:
ρ = RS / l ،
أوم • سم 2 / سم ، أو أوم / سم ، حيث R هي المقاومة (أوم) لحجم معين من التربة مع المقطع العرضي C (سم 2) والطول لتر (سم).
تعتمد قيمة مقاومة الأرض على طبيعة التربة ومحتواها الرطوبي ومحتوى القواعد والأملاح والأحماض ودرجة حرارتها.
نطاق التغيير في المقاومة الكهربائية الفعالة للأرض أنواع التربة المختلفة ضخم ، على سبيل المثال ، الطين له مقاومة من 1 إلى 50 أوم / م ، والحجر الرملي 10-102 أوم / م ، والكوارتز 1012-1014 أوم / م للمقارنة نقدم المقاومة الكهربائية النوعية للمحاليل الطبيعية التي تملأ المسام والشقوق. على سبيل المثال ، المياه الطبيعية ، اعتمادًا على الأملاح الذائبة فيها ، لها مقاومة من 0.07 - 600 أوم / م ، منها الأنهار والمياه الجوفية العذبة 60-300 أوم / م ، والبحر والمياه العميقة 0.1 - 1 أوم / م.
تؤدي الزيادة في محتوى المواد المذابة في التربة ، وإجمالي محتوى الرطوبة ، وضغط جزيئاتها ، وزيادة درجة الحرارة (إذا لم ينخفض محتوى الرطوبة) إلى انخفاض في. زيادة تشريب التربة بالزيت والزيت ، وكذلك التجميد ، بشكل كبير ρ.
الأرض غير متجانسة ، وتتكون من عدة طبقات من التربة بقيم مختلفة لـ ρ. في البداية ، عند حساب دراسات التأريض والهندسة ، كانت تستند إلى افتراض تجانس على الأرض في الاتجاه الرأسي. الآن ، عند حساب الأقطاب الكهربائية المؤرضة ، يُفترض أن الأرض تتكون من طبقتين: الطبقة العلوية بالمقاومة ρ1 والسمك h والسفلى بالمقاومة ρ2. يعكس هذا النموذج المحسوب المكون من طبقتين للأرض ميزات التغيرات في عمق الأرض الناتجة عن تجميد وتجفيف طبقتها السطحية ، وكذلك التأثير على المنطقة p للمياه الجوفية.
من الصعب الحساب التحليلي لجميع العوامل التي تؤثر على قيمة ρ ، وبالتالي ، يتم الحصول على المقاومة التي تلبي دقة الحساب المقبولة عن طريق القياسات المباشرة.
لقياس معلمات التركيب الكهربائي للأرض - سماكة الطبقات ومقاومة كل طبقة - يوصى حاليًا بطريقتين: قطب اختبار عمودي وقياس كهربائي رأسي. يعتمد اختيار طريقة القياس على خصائص التربة ودقة القياس المطلوبة.
أنظر أيضا: كيفية قياس مقاومة الأرض
يوضح الجدول أدناه مقاومة التربة الأكثر شيوعًا.
مقاومة التربة نوع التربة المقاومة أوم / م الطين 50 الحجر الجيري الكثيف 1000-5000 الحجر الجيري السائب 500-1000 الحجر الجيري الناعم 100-300 الجرانيت والحجر الرملي اعتمادًا على العوامل الجوية 1500-10000 الجرانيت والحجر الرملي 100-600 طبقة الدبال 10-150 التربة الطينية 20 -100 جوراسي مارل 30-40 مارل وطين كثيف 100-200 صخر ميكا 800 رمل طيني 50-500 رمل سيليكا 200-3000 تربة صخرية ذات طبقات 50-300 تربة صخرية عارية 1500-3000 تربة حجرية مغطاة بالعشب 300-500 أرض رطبة من عدة وحدة إلى 30 تربة من الخث الرطب 5-100