כיצד למדוד התנגדות כדור הארץ

תכונות אלקטרופיזיות של כדור הארץ

התכונות האלקטרופיזיקליות של הקרקע בה נמצאת האלקטרודה המוארקת נקבעות על ידה הִתנַגְדוּת... ככל שההתנגדות הספציפית נמוכה יותר, כך התנאים למיקום מערכת הארקת האלקטרודות נוחים יותר.

התנגדות כדור הארץ נקראת ההתנגדות בין המישורים המנוגדים של קוביית כדור הארץ עם קצוות של 1 מ' ונמדדת באוהם.

כדי לדמיין התנגדות זו, זכור כי לקוביית נחושת עם צלעות באורך 1 מ' יש התנגדות של 175-10-6 אוהם ב-20 מעלות צלזיוס; כך, למשל, עם ערך של p = 100 אוהם-מ, לכדור הארץ יש התנגדות גדולה פי 5.7 מיליארד מההתנגדות של נחושת באותו נפח.

להלן הערכים המשוערים של התנגדות כדור הארץ, אוהם מ', בלחות ממוצעת.

חול - 400 - 1000 ועוד

חולית חולית - 150 - 400

קליי - 40 - 150

קליי - 8 - 70

גן - 40

צ'רנוזם - 10 - 50

כבול - 20

חימר אבן (50% בקירוב) - 100

חוואר, אבן גיר, חול גס עם אבנים - 1000 - 2000

סלע, אבנים - 2000 - 4000

מי נהר (במישורים) - 10 - 80

מי ים - 0.2

מי ברז - 5 - 60

לבניית אלקטרודות מקורקעות, יש צורך לדעת לא את הערכים המשוערים, אלא את הערכים המדויקים של ההתנגדות של כדור הארץ במקום החימוש. הם נקבעים באופן מקומי על ידי מדידות.

מאפייני הקרקע יכולים להשתנות בהתאם למצבו - לחות, טמפרטורה וגורמים נוספים - ולכן עשויים להיות בעלי ערכים שונים בתקופות שונות של השנה עקב ייבוש או הקפאה, כמו גם המצב בזמן המדידה. גורמים אלו נלקחים בחשבון בעת ​​מדידת התנגדות כדור הארץ עם מקדמים עונתיים ומקדמים הלוקחים בחשבון את מצב כדור הארץ בזמן המדידות, כך שההתנגדות הדרושה של מכשיר ההארקה נשמרת בכל עונה ובכל עונה. הלחות של כדור הארץ, כלומר. בתנאים לא נוחים.

טבלה 1 מציגה את המקדמים הלוקחים בחשבון את מצב הקרקע במהלך המדידות מובאים בטבלה.1.

מקדם k1 מוחל אם הקרקע רטובה, קדמה למדידות כמות גדולה של משקעים; k2 - אם לאדמה יש לחות רגילה, אם קדמה למדידה כמות קטנה של משקעים; k3 - אם האדמה יבשה, כמות המשקעים נמוכה מהנורמלי.

טבלה 1. מקדמים לערכים הנמדדים של התנגדות כדור הארץ, תוך התחשבות במצבו במהלך המדידה

אלקטרודה k1 k2 k3 אנכית

אורך 3 מ' 1.15 1 0.92 אורך 5 מ' 1.1 1 0.95 אופקי

אורך 10 מ' 1.7 1 0.75 אורך 50 מ' 1.6 1 0.8

מדוד התנגדות הארקה אפשרית עם מכשיר MC-08 (או דומה) בעל ארבע אלקטרודות (גשושית הארקה). יש לבצע מדידות במהלך העונה החמה.

המכשיר עובד על העיקרון של מד יחס מגנו-אלקטרי. המכשיר מכיל שתי מסגרות, אחת מהן כלולה כמד זרם, והשנייה כמד מתח. פיתולים אלו פועלים על ציר המכשיר בכיוונים מנוגדים, עקב כך סטיות החץ של המכשיר פרופורציונליות להתנגדות. קנה המידה של המכשיר הוא מדורג באוהם. מקור הכוח למדידה הוא גנרטור DC ביד ידנית G. מפסק P ומיישר Bp מותקנים על ציר משותף עם הגנרטור.

תרשים סכמטי של מכשיר מדידת הארקה מסוג MS-07 (MS-08)

אם הזרם עובר דרך אלקטרודות הקצה, אז יש הבדל במתח U בין האמצעיות. הערכים של U באדמה הומוגנית (שכבה) עומדים ביחס ישר להתנגדות p ולזרם I ופרופורציונליים הפוך ל. המרחק a בין האלקטרודות: U = ρAz /2πa או p = 2πaU / I = 2πaR, כאשר R הוא קריאת המכשיר.

ככל שהערך של a גדול יותר, כך גדול יותר נפח האדמה המכוסה על ידי השדה החשמלי של האלקטרודות הנוכחיות. לכן, על ידי שינוי המרחק a, ניתן לקבל את ערכי התנגדות האדמה בהתאם למרחק האלקטרודות. עם בסיס הומוגני, הערך המחושב ρ לא ישתנה ב. שינוי במרחק a (השינויים עשויים לנבוע מדרגות לחות שונות). כתוצאה ממדידות באמצעות התלות ρ במרחק בין האלקטרודות, ניתן להעריך את ערך ההתנגדות בעומקים שונים.

תכנית למדידת התנגדות אדמה עם התקן MS-08

יש להסיר מדידות מצנרת וממבנים וחלקים אחרים שעלולים לעוות את התוצאות.

ניתן למדוד התנגדות כדור הארץ באופן גס באמצעות שיטת הבדיקה של אלקטרודה. לשם כך, האלקטרודה (פינה, מוט) טובלת באדמה בתוך בור כך שקצהה נמצא בעומק של 0.6-0.7 מ' מגובה פני הקרקע, והתנגדות האלקטרודה gv נמדדת במכשיר של מסוג MS08. ואז, באמצעות הנתונים על הערכים המשוערים של ההתנגדות של האלקטרודות האנכיות (טבלה 2), אתה יכול לקבל ערך משוער של ההתנגדות הספציפית של הקרקע.

טבלה 2. התנגדות התפשטות של אלקטרודות הארקה

התנגדות אלקטרודה, אוהם אנכית, פלדה זווית, מוט, צינור ρ / l , כאשר l - אורך האלקטרודה במטרים פלדת פס ​​ברוחב 40 מ"מ או פלדה עגולה בקוטר 20 מ"מ 2ρ / l , כאשר l - אורך הרצועה במטרים צלחת מלבנית (עם יחס רוחב-גובה קטן), ממוקמת אנכית 0.25 (ρ / (ab-1/2)), כאשר a ו-b - מידות הצדדים של הלוח ב-m.

דוגמה לחישוב עמידות הקרקע. פינה באורך 3 מ' שקועה באדמה. ההתנגדות שנמדדה עם התקן MS-08 התבררה כ-30Ω ואז נוכל לכתוב: Rism = rv l = 30NS3 = 90 אוהם x m.

מומלץ לבצע מדידות בשניים או שלושה מקומות ולקחת את הערך הממוצע. יש להניע או ללחוץ על אלקטרודות הבדיקה כדי ליצור מגע יציב עם הקרקע; הברגה של מוטות למטרות מדידה אינה מומלצת.

אין להשתמש בשיטת מדידה דומה עם רצועות המונחות באדמה: השיטה עמלנית ואינה אמינה, שכן מגע תקין של הרצועה עם הקרקע לאחר מילוי והידוק ניתן להגיע רק לאחר זמן מה.

כדי לקחת בחשבון את מצב הקרקע במהלך המדידות, אחד מהמקדמים k נלקח מהטבלה. 1.

לפיכך, התנגדות הקרקע שווה ל: p = k x Rism

הפרוטוקול מציג את מצב הקרקע (הלחות) בזמן המדידות ואת מקדם ההקפאה או הייבוש העונתי המומלץ של הקרקע.