התנגדות חשמלית ספציפית של כדור הארץ

השכבות העליונות של קרום כדור הארץ, שבהן יכולים לזרום זרמי מתקני חשמל, נקראות בדרך כלל אדמה. התכונה של כדור הארץ כמוליך זרם תלויה במבנה שלו וברכיבים שהוא מכיל.

המרכיבים העיקריים של כדור הארץ - סיליקה, תחמוצת אלומיניום, אבן גיר, פחם וכו'. - הם מבודדים, והמוליכות של כדור הארץ תלויה בתמיסת הקרקע, כלומר בלחות ובמלחים הכלואים בין החלקיקים המוצקים הלא מוליכים של הרכיבים. לפיכך, לכדור הארץ יש מוליכות יונית, שבניגוד למוליכות האלקטרונית במתכות, יש לה יותר התנגדות חשמלית לזרם חשמלי.

נהוג להגדיר את תכונות כדור הארץ כמוליך זרם. התנגדות חשמלית ספציפית ρ, כלומר ההתנגדות של קוביית אדמה עם קצוות של 1 ס"מ. ערך זה נקבע על ידי הביטוי:

ρ = RS / l,

Ohm • cm2 / cm, או Ohm / cm, כאשר R היא ההתנגדות (Ohm) של נפח מסוים של אדמה עם חתך C (cm2) ואורך l (ס"מ).

ערכה של עמידות הקרקע ρ תלוי באופי הקרקע, בתכולת הלחות שלה, בתכולת הבסיסים, המלחים והחומצות וכן בטמפרטורה שלה.

טווח השינוי בהתנגדות החשמלית האפקטיבית של כדור הארץ ρ קרקעות שונות הוא עצום, לדוגמה, לחמר יש התנגדות של 1 - 50 אוהם-/מ', אבן חול 10 - 102 אוהם/מ' וקוורץ 1012 - 1014 אוהם/מ'. לשם השוואה, אנו מציגים את ההתנגדות החשמלית הספציפית של התמיסות הטבעיות הממלאות את הנקבוביות והסדקים. לדוגמה, למים טבעיים, בהתאם למלחים המומסים בהם, יש התנגדות של 0.07 - 600 אוהם למטר, מתוכם מי נהרות ומי תהום מתוקים 60 -300 אוהם למטר, ומים ומים עמוקים 0.1 - 1 אוהם למטר.

עלייה בתכולת החומרים המומסים בקרקע, תכולת הלחות הכוללת, דחיסה של חלקיקיה, עלייה בטמפרטורה (אם תכולת הלחות לא יורדת) מביאים לירידה ב-ρ. הספגת שמן ושמן של האדמה, כמו גם הקפאה, מגדילים באופן משמעותי את ρ.

כדור הארץ הוא הטרוגני, המורכב מכמה שכבות אדמה עם ערכים שונים של ρ. בתחילה, בעת חישוב מחקרי הארקה והנדסה, הם התבססו על ההנחה של ההומוגניות של ρ על הקרקע בכיוון האנכי. כעת, כאשר מחשבים אלקטרודות מקורקעות, מניחים שכדור הארץ מורכב משתי שכבות: העליונה עם ההתנגדות ρ1 והעובי h והתחתון עם ההתנגדות ρ2. מודל דו-שכבתי כזה מחושב של כדור הארץ משקף היטב את התכונות של שינויים בעומק כדור הארץ הנגרמים מהקפאה וייבוש שכבת פני השטח שלו, כמו גם את ההשפעה על אזור p של מי התהום.

חישוב אנליטי של כל הגורמים המשפיעים על הערך של ρ הוא קשה, לכן, ההתנגדות העומדת בדיוק החישוב המקובל מתקבלת על ידי מדידות ישירות.

למדידת הפרמטרים של המבנה החשמלי של כדור הארץ - עובי השכבות וההתנגדות של כל שכבה - מומלצות כיום שתי שיטות: אלקטרודת בדיקה אנכית ומדידה חשמלית אנכית. בחירת שיטת המדידה תלויה במאפייני הקרקע ובדיוק המדידה הנדרש.

ראה גם: כיצד למדוד התנגדות כדור הארץ

הטבלה שלהלן מציגה את ההתנגדות של הקרקעות הנפוצות ביותר.

עמידות קרקע סוג קרקע התנגדות, אוהם / מ' חימר 50 אבן גיר צפופה 1000-5000 אבן גיר רופפת 500-1000 אבן גיר רכה 100-300 גרניט ואבן חול בהתאם לבליה 1500-10000 גרניט ואבן חול 100-600 שכבת חול 100-600 100-600 שכבה. -100 חוואר היורה 30-40 חוואר וחימר צפוף 100-200 פצלי מיקה 800 חול חרסית 50-500 חול סיליקה 200-3000 קרקעות פצלי שכבות 50-300 אדמה סלעית חשופה 1500-3000- 5 קרקעות רטובות 0 מכוסות 0 קרקעות אבנים. יחידות עד 30 קרקעות כבול רטובות 5-100