阳极接地电阻和土壤电阻率的测定的实验
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实验一:阳极接地电阻和土壤电阻率的测定
一、实验目的
1、学会用接地电阻仪测定阳极接地电阻
2、学会用“四极法”测土壤电阻率
二、实验内容
阳极接地电阻和土壤电阻率的测定
三、实验要求
1、熟悉实验装置,看清各种仪表量程及直流表的接线方向。
2、测量阳极接地电阻时,应将原阴极保护电路与阳极断开。
3、当检流计灵敏度过高时,可将测量电极在土壤中插得浅一些;如果灵敏度不足时,可沿测量电极注水润湿。
4、用砂纸擦净金属电极,使之发出金属光泽。
5、在实验过程中保证土壤严实,金属电极不能松动。
6、记录实验中遇到得反常现象,并分析其原因。
7、分析影响测量准确性的因素,思考如何改进。
8、自己绘制记录数据表格,记录实验数据。
四、实验方法
(一)阳极接地电阻的测定
1、阳极接地电阻测定原理
仪器:ZC -8接地电阻仪
原理:ZC -8接地电阻仪,C 1、C 2为供电极,电流为 I 1,P 1、P 2为测量极,P 1、P 2间电阻r x (即为阳极接地电阻)上造成电位差 I l r x ,该仪器按电位计原理设计,内部测量回路的电流为I 2,在可变电阻R ab 上造成电位差,当ob 间的电位差I 2R ob =I l r x 时,则检流计不偏转,故得:
ob 1
2R I I r x = 该仪器制造时,已固定
12I I 值,分别为10、1、0.1(即“倍率标度”,有三个倍数,亦称为三档),R ob 可由仪表测量标度盘上读出,故测量之接地电阻r x
值即为测定时采用的倍率标度的倍数乘以测量标度盘上的读数。
2、操作步骤
2.1 被测接地阳极(C 2、P 2)与电极P 1、C 1要依次按直线排列,彼此相距20米以上,电极顺序注意不能颠倒。
2.2 用导线将阳极(C2、P2)与电极P1、C1联于仪表的相应端钮。
2.3 将仪器放置水平,检查检流计指针是否指于中心线上,否则可用机械零位调整器调整。
2.4将“倍率标率”置于最大倍数,慢慢转动发电机摇把,同时转动“测量标度盘”使检流计指针指于中心线。
2.5 当指针接近中心线时,加快发电机摇把转速,使其达到每分钟120转以上,同时调整“测量标度盘”,使指针指于中心线。
2.6 如“测量标度盘”的读数小于1时,应将倍率标度置于较小的倍数,再重新调整“测量标度盘”以得到准确的读数。
2.7 “测量标度盘”的读数乘以倍率标度的倍数即为所测的阳极接地电阻值。
3、注意事项
3.1 测量阳极接地电阻时,应将原阴极保护电路与阳极断开。
3.2 当检流计灵敏度过高时,可将测量电极P1在土壤中插得浅一些;如果灵敏度不足时,可沿测量电极注水润湿。
3.3 当被测阳极接地电阻小于1欧时,应将C2、P2间的联结片打开,分别用导线联于阳极上,以减小导线电阻引起的误差。
4、实验数据:
(二)“四极法”测土壤电阻率
1、“四极法”测土壤电阻率原理
“四极法”测土壤电阻率原理如图3,四个电极A、M、N、B在地上沿直线安装。
供电极A 、B 与电源E ,电流表I 相联,构成回路,通电后,在测量极M 、N 上形成电位差,可由电位差计测得为△V ,该电位差值与经A 、B 二极上流过土壤的电流I 和M 、N 二极间的土壤电阻成正比。所以当电极距离已知时,可求得土壤电阻率ρ。
()米欧姆∙∆=I V K MN ρ
式中 BN AN BM AM K 11112+--=π
(米) 当BN AM =,BM AN =时
MN
AN AM K ∙=π(米) 当a BN NM AM ===,时,
a K π2=
2、四极法”测土壤电阻率方法
四极法测量土壤电阻率常用的仪表是ZC -8接地电阻仪,其接线布置如图4所示。四个电极布置时,a 一般等于需要测定土层的深度,电极插入土中深度不大于a/20。
使用ZC -8接地电阻仪测土壤电阻率时,
a K π2=
ab MN R I V 2=∆
1I I =
土壤电阻率
aR R I I a I V K ab MN ππρ221
2==∆∙
= 式中:a ——电极间距
R ——ZC-8接地电阻仪测得的电阻值。
上述方法测得的土壤电阻率为该地区土壤电阻率的平均值,又称土壤视电阻率。
3、实验数据记录与处理
实验二:“极化曲线法”测定土壤腐蚀性
一、实验目的
1、对比金属在电介质溶液和土壤中的腐蚀现象
2、了解金属受土壤腐蚀时极化与去极化作用的发生与发展过程
3、学会用“极化曲线法”判断土壤腐蚀性
二、实验装置与原理
如图4所示,在塑料缸中放有含盐、含水量为某一百分比的均匀土壤,其上插入二根同样材料、形状及大小的金属电极A 和K ,插入深度相同。金属电极K 上焊有绝缘导线,通过毫安表mA 及电阻箱R 与电源的负端相连,金属电极A 上也焊有绝缘导线,直接与电源正端相连。两个电极间并有电压表V 。实验所用电极是用镀锌电工螺栓(M12)棒改制而成,外径D =12毫米,电极插入深度h (厘米),实验时自行调整。
本实验采用恒电流的方法测量极化曲线(两极电位差△V 与电流密度i 的关系),以电流为自变量,通过调节电路中的电阻R 使某一恒电流通过电极。当电表上指示的电位差及电流值达到稳定以后读数,为了使电池系统获得稳定极化电流,应采用高压,高阻实验装置。如图5所示,B 为极化电源。通常可取数十伏或数百伏的直流电源。R C 为电池系统等效电阻,R 为可变电阻,根据欧姆定律,回路中的电流I 是由B 、R 、R C 、电源内阻R i 以及包括导线电阻,电压表内阻在内的电阻R x 来决定的。它们之间是关系为:
x
i c R R R R B T +++= 当R >>x i c R R R ++则R B I =,这样由于电解池电阻或线路中接触点电阻变化引
起的电流变化可减少到很小的程度,极化电流I 值基本稳定,达到了控制极化电流的目的。