Điện trở riêng của trái đất

Các lớp trên của vỏ trái đất, trong đó dòng điện của các thiết bị điện có thể chạy qua, thường được gọi là trái đất. Tính chất của trái đất như một dây dẫn hiện tại phụ thuộc vào cấu trúc của nó và các thành phần mà nó chứa.

Các thành phần chính của trái đất - silica, oxit nhôm, đá vôi, than đá, v.v. — là chất cách điện và độ dẫn điện của trái đất phụ thuộc vào dung dịch đất, nghĩa là độ ẩm và muối bị giữ lại giữa các hạt rắn không dẫn điện của các thành phần. Do đó, trái đất có độ dẫn ion, không giống như độ dẫn điện tử trong kim loại, có độ dẫn lớn hơn điện trở đối với dòng điện.

Theo thông lệ, người ta xác định các thuộc tính của trái đất như một dây dẫn hiện tại. điện trở cụ thể ρ, nghĩa là lực cản của khối đất có cạnh 1 cm, giá trị này được xác định theo biểu thức:

ρ = R/l,

Ôm • cm2/cm, hay Ôm/cm, trong đó R là điện trở (Ôm) của một thể tích đất nhất định có tiết diện C (cm2) và chiều dài l (cm).

Giá trị của điện trở đất ρ phụ thuộc vào bản chất của đất, độ ẩm, hàm lượng bazơ, muối và axit, cũng như nhiệt độ của nó.

Phạm vi thay đổi điện trở hiệu dụng của trái đất ρ các loại đất khác nhau là rất lớn, ví dụ, đất sét có điện trở 1 — 50 Ohm- / m, sa thạch 10 — 102 Ohm / m và thạch anh 1012 — 1014 Ohm / m .Để so sánh, chúng tôi trình bày điện trở riêng của các dung dịch tự nhiên lấp đầy các lỗ rỗng và vết nứt. Ví dụ, nước tự nhiên, tùy thuộc vào muối hòa tan trong chúng, có điện trở 0,07 - 600 Ohm / m, trong đó nước sông và nước ngầm ngọt 60 -300 Ohm / m, biển và nước sâu 0,1 - 1 Ohm / m.

Sự gia tăng hàm lượng các chất hòa tan trong đất, tổng độ ẩm, độ nén của các hạt của nó, tăng nhiệt độ (nếu độ ẩm không giảm) dẫn đến giảm ρ. Dầu và sự thấm dầu của đất, cũng như sự đóng băng, làm tăng đáng kể ρ.

Trái đất không đồng nhất, bao gồm nhiều lớp đất có giá trị ρ khác nhau. Ban đầu, khi tính toán nối đất và nghiên cứu kỹ thuật, họ dựa trên giả thiết về tính đồng nhất của ρ trên mặt đất theo phương thẳng đứng. Bây giờ, khi tính toán các điện cực nối đất, người ta giả sử rằng trái đất bao gồm hai lớp: lớp trên có điện trở ρ1 và độ dày h và lớp dưới có điện trở ρ2. Một mô hình hai lớp được tính toán như vậy của trái đất phản ánh tốt các đặc điểm của sự thay đổi độ sâu của trái đất do đóng băng và làm khô lớp bề mặt của nó, cũng như ảnh hưởng đến vùng p của nước ngầm.

Tính toán phân tích tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến giá trị của ρ là khó khăn, do đó, điện trở đáp ứng độ chính xác tính toán được chấp nhận có được bằng các phép đo trực tiếp.

Để đo các thông số về cấu trúc điện của trái đất—độ dày của các lớp và điện trở của từng lớp—hai phương pháp hiện được khuyến nghị: điện cực thử dọc và phép đo điện dọc. Việc lựa chọn phương pháp đo phụ thuộc vào đặc điểm của đất và yêu cầu độ chính xác của phép đo.

Xem thêm: Cách đo điện trở đất

Bảng dưới đây cho thấy điện trở của các loại đất phổ biến nhất.

Sức cản của đất Loại đất Điện trở, Ohm / m Đất sét 50 Đá vôi dày đặc 1000-5000 Đá vôi rời 500-1000 Đá vôi mềm 100-300 Đá granit và đá sa thạch tùy thuộc vào thời tiết 1500-10000 Đá granit và đá sa thạch phong hóa 100-600 Lớp mùn 10- 150 Đất phù sa 20 -100 Marl kỷ Jura 30-40 Marl và đất sét dày đặc 100-200 Đá phiến mica 800 Cát sét 50-500 Cát silic 200-3000 Đất phiến sét phân lớp 50-300 Đất đá trơ trọi 1500-3000 Đất đá phủ cỏ 300-500 Đất ngập nước Từ một số đơn vị đến 30 Đất than bùn ướt 5-100