Jordens spesifikke elektriske motstand
De øvre lagene av jordskorpen, der strømmene til elektriske installasjoner kan flyte, kalles vanligvis jord. Jordens egenskap som strømleder avhenger av dens struktur og komponentene den inneholder.
Jordens hovedkomponenter - silika, aluminiumoksid, kalkstein, kull, etc. — er isolatorer, og jordens ledningsevne avhenger av jordløsningen, det vil si fuktighet og salter som er fanget mellom de ikke-ledende faste partiklene i komponentene. Jorden har altså en ionisk ledningsevne, som i motsetning til den elektroniske ledningsevnen i metaller har en større elektrisk motstand mot elektrisk strøm.
Det er vanlig å definere jordens egenskaper som en strømleder. spesifikk elektrisk motstand ρ, som betyr motstanden til en jordkube med kanter på 1 cm. Denne verdien bestemmes av uttrykket:
ρ = RS / l,
Ohm • cm2 / cm, eller Ohm / cm, hvor R er motstanden (Ohm) til et visst volum jord med tverrsnitt C (cm2) og lengde l (cm).
Verdien av grunnmotstanden ρ avhenger av jordens natur, fuktighetsinnholdet, innholdet av baser, salter og syrer, samt dens temperatur.
Omfanget av endring i den effektive elektriske motstanden til jorden ρ forskjellige jordarter er enormt, for eksempel har leire en motstand på 1 — 50 Ohm-/m, sandstein 10 — 102 Ohm/m, og kvarts 1012 — 1014 Ohm/m Til sammenligning presenterer vi den spesifikke elektriske motstanden til de naturlige løsningene som fyller porene og sprekkene. For eksempel har naturlig vann, avhengig av saltene som er oppløst i dem, en motstand på 0,07 - 600 Ohm / m, hvorav elv og ferskt grunnvann 60 -300 Ohm / m, og hav og dypt vann 0,1 - 1 Ohm / m.
En økning i innholdet av oppløste stoffer i jorda, det totale fuktighetsinnholdet, komprimering av partiklene, en økning i temperaturen (hvis fuktighetsinnholdet ikke synker) fører til en reduksjon i ρ. Olje- og oljeimpregnering av jorda, samt frysing, øker ρ betydelig.
Jorden er heterogen, og består av flere lag med jord med forskjellige verdier på ρ. Opprinnelig, ved beregning av jordings- og ingeniørstudier, var de basert på antakelsen om homogeniteten til ρ på bakken i vertikal retning. Nå, når man beregner jordede elektroder, antas det at jorden består av to lag: det øvre med motstanden ρ1 og tykkelsen h og det nedre med motstanden ρ2. En slik beregnet tolagsmodell av jorden reflekterer trekk ved endringer i jordens dybde forårsaket av frysing og tørking av overflatelaget, samt påvirkningen på p-sonen til grunnvann.
Analytisk beregning av alle faktorer som påvirker verdien av ρ er vanskelig, derfor oppnås motstanden som oppfyller den aksepterte beregningsnøyaktigheten ved direkte målinger.
For å måle parametrene til jordens elektriske struktur - tykkelsen på lagene og motstanden til hvert lag - anbefales for tiden to metoder: en vertikal testelektrode og en vertikal elektrisk måling. Valget av målemetode avhenger av jordens egenskaper og nødvendig målenøyaktighet.
Se også: Hvordan måle jordmotstand
Tabellen nedenfor viser motstanden til de vanligste jordsmonnet.
Jordbestandighet Jordtype Motstand, Ohm / m Leire 50 Tett kalkstein 1000-5000 Løs kalkstein 500-1000 Myk kalkstein 100-300 Granitt og sandstein avhengig av forvitring 1500-10000 Forvitret granitt og sandstein 100-600 lag 100-600 så -100 Jurassic mergels 30-40 Mergel og tett leire 100-200 Glimmerskifer 800 Leiresand 50-500 Silikasand 200-3000 Lagdelt skiferjord 50-300 Bar steinete jord 1500-3000- 5000 gress 0 000 steinrike jordsmonn enheter til 30 Våt torvjord 5-100