पृथ्वी प्रतिरोध: परिभाषा, कारक और मापन विधियाँ
पृथ्वी प्रतिरोध को परिभाषित किया जाता है पृथ्वी इलेक्ट्रोड द्वारा धरती में धारा के प्रवाह के लिए प्रदान किए गए प्रतिरोध के रूप में। इसे पृथ्वी या भूमि प्रतिरोध के रूप में भी जाना जाता है। पृथ्वी प्रतिरोध एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है जो अर्थिंग सिस्टमों के डिजाइन और रखरखाव के लिए आवश्यक है, क्योंकि यह विद्युत संस्थापनों की सुरक्षा और प्रदर्शन पर प्रभाव डालता है।
पृथ्वी इलेक्ट्रोड क्या है?
पृथ्वी इलेक्ट्रोड एक धातु की छड़ या प्लेट होती है जो मिट्टी में दबाई जाती है और विद्युत सिस्टम के पृथ्वी टर्मिनल से जुड़ी रहती है। यह धारा के दोष और बिजली के उत्पात के लिए धरती में घटित होने के लिए एक कम प्रतिरोध का मार्ग प्रदान करता है। यह सिस्टम के वोल्टेज को स्थिर रखने और विद्युत चुंबकीय हस्तक्षेप को कम करने में भी मदद करता है।
पृथ्वी इलेक्ट्रोड को तांबा, स्टील, जिंक की चादर या अन्य अच्छी चालकता और ऑक्सीकरण प्रतिरोधी सामग्रियों से बनाया जा सकता है। पृथ्वी इलेक्ट्रोड का आकार, आकृति, लंबाई और गहराई मिट्टी की स्थिति, धारा रेटिंग और अर्थिंग सिस्टम के अनुप्रयोग पर निर्भर करती है।
पृथ्वी प्रतिरोध को प्रभावित करने वाले कारक क्या हैं?
पृथ्वी का प्रतिरोध मुख्य रूप से इलेक्ट्रोड और शून्य प्रावस्था बिंदु (अनंत पृथ्वी) के बीच की मिट्टी की प्रतिरोधकता पर निर्भर करता है। मिट्टी की प्रतिरोधकता कई कारकों द्वारा प्रभावित होती है, जैसे:
मिट्टी की विद्युत चालकता, जो मुख्य रूप से इलेक्ट्रोलिसिस के कारण होती है। मिट्टी में पानी, नमक और अन्य रासायनिक घटकों की सांद्रता इसकी चालकता को निर्धारित करती है। नम मिट्टी जिसमें नमक की उच्च सांद्रता होती है, उसकी प्रतिरोधकता सूखी मिट्टी से कम होती है जिसमें नमक की कम सांद्रता होती है।
मिट्टी की रासायनिक संरचना, जो इसके pH मान और ऑक्सीकरण गुणों पर प्रभाव डालती है। अम्लीय या क्षारीय मिट्टी पृथ्वी के इलेक्ट्रोड को ऑक्सीकृत कर सकती है और इसका प्रतिरोध बढ़ा सकती है।
मिट्टी के कणों का आकार, एकसमानता और पैकिंग मिट्टी की छिद्रता और नमी रिटेंशन क्षमता पर प्रभाव डालती है। एकसमान वितरण और घनी पैकिंग वाली फाइन-ग्रेन मिट्टी की प्रतिरोधकता अनियमित वितरण और ढीली पैकिंग वाली कोर्स-ग्रेन मिट्टी से कम होती है।
मिट्टी का तापमान, जो इसके ऊष्मीय विस्तार और जमने के बिंदु पर प्रभाव डालता है। उच्च तापमान मिट्टी की चालकता में वृद्धि कर सकता है इसके आयन गतिशीलता को बढ़ाकर। निम्न तापमान मिट्टी की चालकता में कमी कर सकता है इसके पानी की सामग्री को जमाकर।
पृथ्वी का प्रतिरोध इलेक्ट्रोड के प्रतिरोध और इलेक्ट्रोड सतह और मिट्टी के बीच के संपर्क प्रतिरोध पर भी निर्भर करता है। हालांकि, ये कारक आमतौर पर मिट्टी की प्रतिरोधकता की तुलना में नगण्य होते हैं।
पृथ्वी प्रतिरोध को कैसे मापें?
मौजूदा सिस्टमों पर पृथ्वी प्रतिरोध को मापने के विभिन्न तरीके हैं। कुछ सामान्य तरीके इस प्रकार हैं:
पोटेंशियल गिरावट विधि
इसे 3-बिंदु विधि या पोटेंशियल गिरावट विधि भी कहा जाता है। इसके लिए दो परीक्षण इलेक्ट्रोड (धारा इलेक्ट्रोड और पोटेंशियल इलेक्ट्रोड) और एक पृथ्वी प्रतिरोध टेस्टर की आवश्यकता होती है। धारा इलेक्ट्रोड को मौजूदा पृथ्वी इलेक्ट्रोड से दूरी पर उसी गहराई पर डाला जाता है जो इसकी गहराई होती है। पोटेंशियल इलेक्ट्रोड को दोनों के बीच ऐसी दूरी पर डाला जाता है जो उनके प्रभाव के गोलों (प्रतिरोध क्षेत्र) के बाहर हो। टेस्टर धारा इलेक्ट्रोड के माध्यम से एक ज्ञात धारा इंजेक्ट करता है और पोटेंशियल इलेक्ट्रोड और मौजूदा पृथ्वी इलेक्ट्रोड के बीच का वोल्टेज मापता है। पृथ्वी प्रतिरोध ओह्म के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है:
जहाँ R पृथ्वी प्रतिरोध, V मापा गया वोल्टेज, और I इंजेक्ट की गई धारा है।
यह विधि सरल और सटीक है लेकिन परीक्षण से पहले पृथ्वी इलेक्ट्रोड से सभी कनेक्शन को अलग करने की आवश्यकता होती है।
क्लैंप-ऑन विधि
इसे प्रेरित आवृत्ति परीक्षण या खंभे रहित विधि भी कहा जाता है। इसके लिए किसी परीक्षण इलेक्ट्रोड या पृथ्वी इलेक्ट्रोड से किसी कनेक्शन को अलग करने की आवश्यकता नहीं होती। यह दो क्लैंपों का उपयोग करता है जो मौजूदा पृथ्वी इलेक्ट्रोड के चारों ओर रखे जाते हैं। एक क्लैंप इलेक्ट्रोड को वोल्टेज प्रेरित करता है और दूसरा क्लैंप इसके माध्यम से बहने वाली धारा को मापता है। पृथ्वी प्रतिरोध ओह्म के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है:
जहाँ R पृथ्वी प्रतिरोध, V प्रेरित वोल्टेज, और I मापी गई धारा है।
यह विधि सुविधाजनक और तेज है लेकिन इसके लिए एक समानांतर पृथ्वी नेटवर्क जिसमें एक से अधिक इलेक्ट्रोड होने की आवश्यकता होती है।
संलग्न रोड विधि
इस विधि में एक परीक्षण इलेक्ट्रोड (धारा इलेक्ट्रोड) और एक पृथ्वी प्रतिरोध टेस्टर का उपयोग किया जाता है। धारा इलेक्ट्रोड को तार के माध्यम से मौजूदा पृथ्वी इलेक्ट्रोड से जोड़ा जाता है। टेस्टर तार के माध्यम से एक ज्ञात धारा इंजेक्ट करता है और तार और मौजूदा पृथ्वी इलेक्ट्रोड के बीच का वोल्टेज मापता है। पृथ्वी प्रतिरोध ओह्म के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है:
जहाँ R पृथ्वी प्रतिरोध, V मापा गया वोल्टेज, और I इंजेक्ट की गई धारा है।
यह विधि पृथ्वी इलेक्ट्रोड से किसी कनेक्शन को अलग करने की आवश्यकता नहीं होती लेकिन तार और धारा इलेक्ट्रोड के बीच अच्छा संपर्क की आवश्यकता होती है।
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