Elektrischer Widerstand von Böden

shadow07 · Anmeldungsdatum: 08.04.2007 Beiträge: 371

Hallo!

Woran kann ich festmachen, welche Böden gegenüber anderen einen höheren elektrischen Widerstand haben, ohne den Wert vorher zu wissen, d.h. nur duch Abscätzung?

Z.b. hat ein trockener Sandboden einen höheren elektrischen Widerstand als ein nasser Sandboden gleicher Zusammensetzung. Da ist die Abschätzung noch einfach.

Wenn ich z.b. Sand mit Ton oder Torf vergleichen muss wird es schon schwieriger.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Das könnte man vielleicht entweder mal experimentell überprüfen und ausprobieren, was man für einen Widerstand misst, wenn man die Messspitzen eines Multimeters, das auf Widerstandsmessung eingestellt ist, in einem gewissen Abstand voneinander (vielleicht zum Beispiel ein paar Zentimeter) in den entsprechenden Boden steckt.

Oder man könnte durch Überlegen vermuten, dass das auch bei Torf- und bei Tonboden wie auch beim Sand hauptsächlich auf den Feuchtigkeitsgrad des Bodens ankommen könnte, weil Wasser ein guter Leiter für Strom ist.

Zu was für Schlüssen kommst du so durch experimentelles Ausprobieren und/oder mit Hilfe dieser "Wassergehalts-" Überlegung?

shadow07 · Anmeldungsdatum: 08.04.2007 Beiträge: 371

Inwiefern spielt die Porosität des Bodens eine Rolle?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Was würdest du sagen, was könnte in diesen Poren drin sein, und was für einen Einfluss hätte das dann auf den elektrischen Widerstand?

shadow07 · Anmeldungsdatum: 08.04.2007 Beiträge: 371

bishop · Moderator Anmeldungsdatum: 19.07.2004 Beiträge: 1133 Wohnort: Heidelberg

mhh ich würde mal abschätzen, dass die Feuchtigkeit den Hauptfaktor bei dem Widerstand eines Bodens ist. Der Grund ist, dass alle Anorganischen Hauptbestandteile irgendwelche Silikate oder Salze sind, die als Festkörper Isolatoren sind (und das recht gute) Organische Bestandteile bestehen über kurz oder lang aus Wasser, somit haben wir das damit auch abgehandelt, und Metalle sind i.A in zu geringen Mengen vorhanden um ausschlaggebend zu sein.
Somit ist die Frage "wieviel Wasser ist vorhanden, bzw kann gespeichert werden?" Und da kann man einmal wie du argumentieren, dass Kalk das Wasser aufsaugt und somit den Leitereffekt neutralisiert (aber nur dann, wenn viel Kalk und wenig wasser vorhanden ist) oder aber wie was ich vermute dermarkus im Sinn hatte, dass in diesen Poren sich Wasser ansammeln könnte und zur Leitfähigkeit beitragen kann.

Kleine Seitenbemerkung mal mehr als Chemiker, denn Physiker Augenzwinkern

Reines Wasser ist ein extrem schlechter Leiter! Denn damit eine wässrige Lösung Strom leiten kann, müssen erst gelöste Ionen vorliegen und reines Wasser hat eben keine, weil es Moleküle bildet! Es gibt zwar den Vorgang der Autoprotolyse, bei dem zwei Wassermoleküle miteinander spontan reagieren und ein Ionenpaar entsteht, doch auf

Wassermoleküle kommt gerade mal ein solches Paar, und das leitet nun wirklich kaum den Strom.
Aber hier haben wir das Problem nicht, denn ungefähr alles, was man vom Boden in Wasser lösen kann bildet Ionen, und daher ist eine wunderbare Leitung gewährleistet, und kaum einer wird behaupten, dass Wasser in so eine Pore kommen kann ohne unterwegs einge Salze gelöst zu haben.
Ich bin mir aber sicher, dass dermarkus das wusste Augenzwinkern

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

bishop · Moderator Anmeldungsdatum: 19.07.2004 Beiträge: 1133 Wohnort: Heidelberg

hmpf stimmt, da habe ich wohl die falsche Konstante im Kopf gehabt^^
Mein wert war irgendein pks oder pkW Wert, ich hab das ganze Kapitel gehasst mit dem unseligen Tabellennachschlagen -.-

magnetotellurics · Gast

Die Widerstände der meisten Gesteine und Mineralien schwanken um mehrere 10er-Potenzen, nur mit Abschätzen kommt man da meistens nicht weit. Ein feiner, nasser Sand (am besten mit Salzwasserintrusion) kommt teilweise praktisch einem Kurzschluss gleich, ein grober, trockener Sand kann aber auch locker mit 1000 Ohmm daherkommen. Selbst Basalt ist mir schon mit Werten von 150 bis 10^6 Ohmm begegnet.

Zum Einfluß der Porosität kann man die empirische Archie-Formel mal genauer studieren. Wie wäre es mit [Knödel, Krummel, Lange, Handbuch zur Erkundung des Untergrunds von Deponien, Band 3, Kapitel Geoelektrik]?

Der hier vorgeschlagene Weg des Multimeters ist übrigens zum scheitern verurteilt, da misst man in aller Regel lediglich den Übergangswiderstand an den Elektroden.

Ich weiß, der Beitrag ist alt, aber ich wollte zukünftigen Besuchern den Kram hier nicht so stehen lassen.

Gruß