Điện trở suất là gì? Phương pháp đo điện trở suất của đất

Điện trở suất là một khái niệm cơ bản nhưng hết sức quan trọng khi lựa chọn thiết bị dẫn điện. Vậy điện trở suất là gì, ý nghĩa của điện trở suất là gì? Điện trở suất của vật dẫn phụ thuộc vào những yếu tố nào? Cùng tktech tìm hiểu kỹ hơn ở bài viết này nhé.

Điện trở suất là gì?

Điện trở suất là đại lượng đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện của mỗi chất. Chất có khả năng cản trở dòng điện qua thấp sẽ dễ dàng cho dòng điện truyền qua và chất có điện trở suất lớn sẽ có tính cản trở dòng điện lớn. Nó nói lên tính cản trở sự dịch chuyển có hướng của các hạt mang điện của mỗi chất.

Giá trị của điện trở suất cũng phụ thuộc vào nhiệt độ của vật liệu. Khả năng cản trở dòng điện của dây dẫn kim loại thường tăng khi nhiệt độ tăng; nhưng khả năng cản trở dòng điện của chất bán dẫn, chẳng hạn như carbon và silicon, thường giảm khi nhiệt độ tăng.

Ý nghĩa của điện trở suất và công thức tính

Trong thực tế, ý nghĩa của điện trở suất đóng vai trò quan trọng khi chúng ta lựa chọn vật liệu dẫn điện cho các hạng mục điện và điện tử cho phù hợp.

Mỗi loại vật liệu dẫn điện khác nhau sẽ có điện trở khác nhau. Tùy theo tính năng của từng vật dẫn mà lựa chọn loại phù hợp với từng mục đích và dự án điện tử.

Công thức tính

Điện trở của dây sẽ lớn hơn đối với dây dài hơn, ít hơn đối với dây có tiết diện lớn hơn, và sẽ phụ thuộc vào vật liệu làm dây. Theo thực nghiệm, sự phụ thuộc vào các đặc tính này là đơn giản đối với một loạt các điều kiện và điện trở suất của dây có thể được biểu thị bằng:

     (Với: R là điện trở, S là tiết diện, l là chiều dài của dây dẫn.)

Yếu tố trong điện trở có tính đến bản chất của vật liệu là điện trở suất. Mặc dù nó phụ thuộc vào nhiệt độ, nó có thể được sử dụng ở một nhiệt độ nhất định để tính điện trở của một dây dẫn có dạng hình học nhất định.

Cần lưu ý rằng: Người ta cho rằng dòng điện là đồng nhất trên mặt cắt ngang của dây dẫn, điều này chỉ đúng với dòng điện một chiều. Đối với dòng điện xoay chiều có hiện tượng ” hiệu ứng da ” trong đó, mật độ dòng điện đạt cực đại tại bán kính lớn nhất của dây dẫn và giảm đối với bán kính nhỏ hơn trong dây dẫn. Ở tần số vô tuyến, điều này trở thành một yếu tố chính trong thiết kế vì phần bên ngoài của dây hoặc cáp mang hầu hết dòng điện.

Điện trở suất của đất (ρ)

Điện trở của một đơn vị thể tích đất là điện trở suất của đất và được ký hiệu bằng chữ cái Hilạp ρ (Rho). Khả năng cản trở dòng điện của đất là điện trở của một khối đất lập phương bằng 1m3, đối với dòng điện chảy từ một mặt của khối đất này sang mặt đối diện. Điện trở suất của đất có đơn vị là Ωm

Nguyên tắc đo điện trở suất của đất (ρ)

Nguyên lý đo điện trở đất bằng phương pháp này là dựa vào bơm một dòng điện vào trong mạch gồm đồng hồ đo – cọc nối đất – điện cực dòng – đồng hồ đo. Nên để khoảng cách giữa các điện cực sao cho xa nhau nhất có thể, điện cực dòng nên được đặt cách tối thiểu 10 lần chiều dài cọc nối đất được đo

Theo phương pháp 4 cực Wenner, áp dụng dòng điện xoay chiều “I” giữa “E” (điện cực đất) và “H (C)” (điện cực hiện tại) để tìm ra hiệu điện thế “V” giữa hai điện cực thế ” S (P) “và” ES “. Để có được điện trở đất “Rg (Ω)”, hãy tính chênh lệch điện thế “V” cho dòng điện xoay chiều “I”; trong đó khoảng cách giữa các điện cực là “a” (m). Sau đó sử dụng công thức: ρ = 2 • π • a • Rg (Ω • m).

Phương pháp đo lường điện trở suất

Đóng 4 cọc đo găm vào sâu trong lòng đất. Chúng nên được căn chỉnh với khoảng cách 1-30m (a). Độ sâu phải bằng 5% hoặc ít hơn khoảng cách giữa các gai.

Lưu ý)
Các dây đo được cung cấp có thể được sử dụng cho khoảng cách giữa các gai lên đến 20m.