陽(yáng)極接地電阻和土壤電阻率的測(cè)定的實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)一：陽(yáng)極接地電阻和土壤電阻率的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)會(huì)用接地電阻儀測(cè)定陽(yáng)極接地電阻2、學(xué)會(huì)用“四極法”測(cè)土壤電阻率二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陽(yáng)極接地電阻和土壤電阻率的測(cè)定三、實(shí)驗(yàn)要求1、熟悉實(shí)驗(yàn)裝置，看清各種儀表量程及直流表的接線方向。2、測(cè)量陽(yáng)極接地電阻時(shí)，應(yīng)將原陰極保護(hù)電路與陽(yáng)極斷開。3、當(dāng)檢流計(jì)靈敏度過(guò)高時(shí)，可將測(cè)量電極在土壤中插得淺一些；如果靈敏度不足時(shí)，可沿測(cè)量電極注水潤(rùn)濕。4、用砂紙擦凈金屬電極，使之發(fā)出金屬光澤。5、在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保證土壤嚴(yán)實(shí)，金屬電極不能松動(dòng)。6、記錄實(shí)驗(yàn)中遇到得反?，F(xiàn)象，并分析其原因。7、分析影響測(cè)量準(zhǔn)確性的因素，思考如何改進(jìn)。8、自己繪制記錄數(shù)據(jù)表格，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。四、

2、實(shí)驗(yàn)方法（一）陽(yáng)極接地電阻的測(cè)定1、陽(yáng)極接地電阻測(cè)定原理儀器： zc8 接地電阻儀原理：zc8 接地電阻儀， c1、c2為供電極，電流為i1，p1、p 2為測(cè)量極，p1、p 2間電阻 rx（即為陽(yáng)極接地電阻）上造成電位差ilrx，該儀器按電位計(jì)原理設(shè)計(jì)，內(nèi)部測(cè)量回路的電流為i2，在可變電阻rab上造成電位差，當(dāng)ob 間的電位差 i2robilrx時(shí)，則檢流計(jì)不偏轉(zhuǎn)，故得：ob12riirx該儀器制造時(shí)，已固定12ii值，分別為10、1、0.1（即“倍率標(biāo)度”，有三個(gè)倍數(shù)，亦稱為三檔） ，rob可由儀表測(cè)量標(biāo)度盤上讀出，故測(cè)量之接地電阻rx值即為測(cè)定時(shí)采用的倍率標(biāo)度的倍數(shù)乘以測(cè)量標(biāo)度盤上的讀數(shù)。

3、2、操作步驟21 被測(cè)接地陽(yáng)極（ c2、p2）與電極 p1、c1要依次按直線排列，彼此相距20 米以上，電極順序注意不能顛倒。圖 1 zc8 接地電阻儀原理圖圖 2 zc8 接地電阻儀接線圖22 用導(dǎo)線將陽(yáng)極（ c2、p2）與電極 p1、c1聯(lián)于儀表的相應(yīng)端鈕。23 將儀器放置水平，檢查檢流計(jì)指針是否指于中心線上，否則可用機(jī)械零位調(diào)整器調(diào)整。24 將“倍率標(biāo)率”置于最大倍數(shù)，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)搖把，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)“測(cè)量標(biāo)度盤”使檢流計(jì)指針指于中心線。25 當(dāng)指針接近中心線時(shí)，加快發(fā)電機(jī)搖把轉(zhuǎn)速，使其達(dá)到每分鐘120 轉(zhuǎn)以上，同時(shí)調(diào)整“測(cè)量標(biāo)度盤” ，使指針指于中心線。26 如“測(cè)量標(biāo)度盤”的讀數(shù)小于1

4、時(shí)，應(yīng)將倍率標(biāo)度置于較小的倍數(shù)，再重新調(diào)整“測(cè)量標(biāo)度盤”以得到準(zhǔn)確的讀數(shù)。27 “測(cè)量標(biāo)度盤”的讀數(shù)乘以倍率標(biāo)度的倍數(shù)即為所測(cè)的陽(yáng)極接地電阻值。3、注意事項(xiàng)31 測(cè)量陽(yáng)極接地電阻時(shí)，應(yīng)將原陰極保護(hù)電路與陽(yáng)極斷開。32 當(dāng)檢流計(jì)靈敏度過(guò)高時(shí)，可將測(cè)量電極p1在土壤中插得淺一些；如果靈敏度不足時(shí)，可沿測(cè)量電極注水潤(rùn)濕。33 當(dāng)被測(cè)陽(yáng)極接地電阻小于1 歐時(shí)，應(yīng)將 c2、p2間的聯(lián)結(jié)片打開，分別用導(dǎo)線聯(lián)于陽(yáng)極上，以減小導(dǎo)線電阻引起的誤差。4、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：（二） “四極法”測(cè)土壤電阻率1、 “四極法”測(cè)土壤電阻率原理“四極法”測(cè)土壤電阻率原理如圖3，四個(gè)電極 a、m、n、b 在地上沿直線安裝。供電極 a、

5、b 與電源 e，電流表 i 相聯(lián)，構(gòu)成回路，通電后，在測(cè)量極m、n 上形成電位差，可由電位差計(jì)測(cè)得為v，該電位差值與經(jīng)a、b 二極上流過(guò)土壤的電流 i 和 m、n 二極間的土壤電阻成正比。所以當(dāng)電極距離已知時(shí)，可求得土壤電阻率。米歐姆 ?ivkmn式中bnanbmamk11112（米）當(dāng)bnam，bman時(shí)mnanamk?（米）當(dāng)abnnmam，時(shí)，ak22、四極法”測(cè)土壤電阻率方法四極法測(cè)量土壤電阻率常用的儀表是zc8 接地電阻儀，其接線布置如圖4所示。四個(gè)電極布置時(shí)， a 一般等于需要測(cè)定土層的深度，電極插入土中深度不大于 a/20。圖 3 四極法測(cè)土攘電阻率原理圖使用 zc8 接地電阻儀

6、測(cè)土壤電阻率時(shí)，ak2abmnriv21ii土壤電阻率arriiaivkabmn2212?式中：a電極間距rzc-8 接地電阻儀測(cè)得的電阻值。上述方法測(cè)得的土壤電阻率為該地區(qū)土壤電阻率的平均值，又稱土壤視電阻率。3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理次序電極間距a（米）zc-8 接地電阻儀測(cè)量電阻值 r （歐）土壤電阻率第一次第二次圖 4 四極法測(cè)土攘電阻率接線布置圖實(shí)驗(yàn)二：“極化曲線法”測(cè)定土壤腐蝕性一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、對(duì)比金屬在電介質(zhì)溶液和土壤中的腐蝕現(xiàn)象2、了解金屬受土壤腐蝕時(shí)極化與去極化作用的發(fā)生與發(fā)展過(guò)程3、學(xué)會(huì)用“極化曲線法”判斷土壤腐蝕性二、實(shí)驗(yàn)裝置與原理如圖 4 所示，在塑料缸中放有含鹽、 含水量

7、為某一百分比的均勻土壤，其上插入二根同樣材料、 形狀及大小的金屬電極a 和 k，插入深度相同。 金屬電極 k上焊有絕緣導(dǎo)線，通過(guò)毫安表ma 及電阻箱 r 與電源的負(fù)端相連，金屬電極a上也焊有絕緣導(dǎo)線， 直接與電源正端相連。兩個(gè)電極間并有電壓表v。實(shí)驗(yàn)所用電極是用鍍鋅電工螺栓（ m12）棒改制而成，外徑 d12 毫米，電極插入深度h（厘米） ，實(shí)驗(yàn)時(shí)自行調(diào)整。本實(shí)驗(yàn)采用恒電流的方法測(cè)量極化曲線（兩極電位差 v 與電流密度 i 的關(guān)系） ，以電流為自變量，通過(guò)調(diào)節(jié)電路中的電阻r 使某一恒電流通過(guò)電極。當(dāng)電表上指示的電位差及電流值達(dá)到穩(wěn)定以后讀數(shù)，為了使電池系統(tǒng)獲得穩(wěn)定極化電流，應(yīng)采用高壓，高阻實(shí)驗(yàn)

8、裝置。如圖5 所示，b 為極化電源。通?？扇?shù)十伏或數(shù)百伏的直流電源。 rc為電池系統(tǒng)等效電阻， r 為可變電阻，根據(jù)歐姆定律，回路中的電流 i 是由 b、r、rc、電源內(nèi)阻 ri以及包括導(dǎo)線電阻，電壓表內(nèi)阻在內(nèi)的電阻 rx來(lái)決定的。它們之間是關(guān)系為：xicrrrrbt當(dāng) rxicrrr則rbi， 這樣由于電解池電阻或線路中接觸點(diǎn)電阻變化引起的電流變化可減少到很小的程度，極化電流i 值基本穩(wěn)定，達(dá)到了控制極化電流的目的。三、實(shí)驗(yàn)步驟1熟悉實(shí)驗(yàn)裝置，看清各種儀表量程及直流表的接線方向。2用砂紙擦凈金屬電極，使之發(fā)出金屬光澤。3埋金屬電極時(shí)注意在塑料缸中央，并用手按緊金屬電極周圍的土壤，使之與金屬

9、接觸良好，記下電極的埋深h。4檢查聯(lián)接線路是否正確，電壓表是否在零點(diǎn)。5根據(jù)給出的可變電阻范圍，選好擬調(diào)節(jié)的電阻值（一種土樣至少選四個(gè)測(cè)點(diǎn)，通常由大電阻開始測(cè)定） ，合上單點(diǎn)開關(guān) m，接通電路，迅速觀察電壓表及電流表指示值的變化情況，待讀數(shù)穩(wěn)定后，記錄下穩(wěn)定的電流和電壓值。6 調(diào)整可變電阻分別為90k、70k，50k，30k，重復(fù)上述操作，兩次測(cè)定的時(shí)間間隔不少于五分鐘，實(shí)驗(yàn)時(shí)注意各次測(cè)定中電流、電壓達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間變化。圖 5 恒電流法測(cè)極化曲線示意圖圖 4 實(shí)驗(yàn)裝置圖7 數(shù)據(jù)經(jīng)檢查無(wú)誤后，拔出金屬電極，觀察電極表面現(xiàn)象，并記錄在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中。8 擦凈電極，將實(shí)驗(yàn)裝置恢復(fù)原狀。9 將實(shí)測(cè)記錄匯總于表，作出vi 曲線（極化曲線），可用以表明土壤的腐蝕性。一般認(rèn)為：土壤含水量為 20 %， 電位差為500mv 時(shí)，電流密度大于 0.3ma / cm2 時(shí)，腐蝕性嚴(yán)重；同樣條件下，電流密度小于0.050 ma / cm2 時(shí)，腐蝕性較弱。應(yīng)該指出， 本次實(shí)驗(yàn)原土的含