মাটির Resistivity ও Wenner পদ্ধতি

একটি নতুন কারখানায় নকশা অনুযায়ী আটটি 3 m Rod বসানো হলো, লক্ষ্য 1 Ω। মাপে এলো 6 Ω। পরে দেখা গেল নকশাকারী অন্য জেলার একটি "সাধারণ" মান ধরে নিয়েছিলেন; এই জায়গায় দুই মিটার নিচে বালুর স্তর, Resistivity চার গুণ বেশি। মাটি না মেপে Earthing নকশা অনুমান মাত্র।

Resistivity কী

Resistivity (ρ) — মাটির নিজস্ব বৈশিষ্ট্য, কতটা বিদ্যুৎ বাধা দেয়; একক Ω·m (ওহম-মিটার)। মানে, 1 m × 1 m × 1 m ঘনক মাটির দুই বিপরীত পৃষ্ঠের মধ্যে Resistance। Electrode-এর Resistance সরাসরি ρ-এর সমানুপাতিক — ρ দ্বিগুণ হলে একই Rod-এর Resistance দ্বিগুণ (Earth Rod Calculator)।

মোটামুটি মাত্রা (একই ধরনের মাটিতেও অনেক বদলায়):

• ভেজা কাদা, জলাভূমি — কয়েক দশ Ω·m
• দোআঁশ, চাষের মাটি — প্রায় একশো Ω·m
• বালুমাটি — কয়েকশো Ω·m
• শুকনো বালু, কাঁকর — হাজারের কাছাকাছি বা বেশি
• পাথর — হাজার হাজার Ω·m

কোন জিনিসে বদলায়

• আর্দ্রতা — সবচেয়ে বড় প্রভাব। শুকনো মাটি প্রায় অন্তরক; পানিতে দ্রবীভূত লবণই Current বহন করে। তাই শুকনো মৌসুমে (চৈত্র-বৈশাখ) মান সবচেয়ে বেশি, বর্ষায় কম।
• দ্রবীভূত লবণ ও খনিজ — উপকূলীয় লবণাক্ত মাটি খুব কম ρ (তবে ক্ষয়প্রবণ)।
• তাপমাত্রা — জমে গেলে খুব বেশি; বাংলাদেশে প্রভাব কম।
• ঘনত্ব — আলগা, সদ্য ভরাট মাটি বেশি ρ; ভরাট এলাকায় (নতুন বালু ভরাট করা প্লট) সাবধান।
• স্তর — ওপরে এক ধরন, নিচে আরেক। শহরে প্রায়ই ওপরে ভরাট বালু, নিচে কাদা — তখন লম্বা Rod খুব কার্যকর।

Wenner চার-Spike পদ্ধতি

একটি Earth tester (চার Terminal-এর: C1, P1, P2, C2) আর চারটি Spike।

ধাপ

1. একটি সরল লাইনে চারটি Spike, সমান দূরত্বে (a) — C1, P1, P2, C2।
2. Spike-এর গভীরতা a-এর তুলনায় কম — প্রায় a-এর বিশ ভাগের এক ভাগ বা তার কম (যেমন a = 2 m হলে প্রায় 10 cm)।
3. বাইরের দুটি (C1, C2) দিয়ে Tester মাটিতে Current দেয়; ভেতরের দুটি (P1, P2) দিয়ে Voltage মাপে; Tester সরাসরি R (Ω) দেখায়।
4. ρ = 2π × a × R।
5. একই কেন্দ্র রেখে a বাড়িয়ে আবার মাপুন — যেমন 1, 2, 4, 8, 16 m।
6. প্রথম লাইনের আড়াআড়ি (90°) আরেকটি লাইনে একই মাপ।

কেন কয়েকটি দূরত্ব

মোটামুটি নিয়ম: দূরত্ব a-এর মাপ প্রায় a গভীরতা পর্যন্ত মাটির গড় চরিত্র দেখায়। ছোট a — ওপরের মাটি; বড় a — গভীর মাটি। তাই কয়েকটি a-তে মাপলে গভীরতার সাথে মাটি কীভাবে বদলায়, তার ছবি পাওয়া যায়।

উদাহরণ

গভীরতার সাথে ρ সামান্য বাড়ছে — মাটি মোটামুটি সমান, গড় প্রায় 100 Ω·m। নিজের মাপ বসিয়ে দেখুন: Soil Resistivity Calculator।

ফল পড়া ও নকশার সিদ্ধান্ত

• গভীরতার সাথে ρ কমছে — নিচে ভালো (ভেজা, কাদা) মাটি: লম্বা Rod সবচেয়ে কার্যকর।
• গভীরতার সাথে ρ বাড়ছে — নিচে বালু, কাঁকর বা পাথর: লম্বা Rod-এ লাভ কম; বেশি সংখ্যক অগভীর Rod, Strip, Ring বা Mesh।
• প্রায় সমান — Calculator-এর সমান-মাটির হিসাব ভালো খাটে।
• দুই লাইনের মান অনেক আলাদা — মাটির নিচে কিছু (পাইপ, পুরোনো ভিত্তি) বা মাটির ধরন অসমান; আরও মাপ নিন।
• নকশায় শুকনো মৌসুমের মান, বা বর্ষায় মাপলে একটি মৌসুমি সংশোধন ধরে নিরাপদ দিকে থাকুন।

ভুলের উৎস

• মাটির নিচে ধাতু — পাইপ, Cable, রেললাইন বা Earth mesh-এর কাছে Current সেই পথে যায়, মান কম দেখায়। লাইন তাদের সমান্তরালে নয়, আড়াআড়ি বা দূরে।
• চালু Earth ব্যবস্থার কাছে — Stray current আর Electrode-এর প্রভাব।
• Spike বেশি গভীর — সূত্রটি অগভীর Spike ধরে; গভীর হলে সংশোধন লাগে।
• Spike-এর আলগা সংস্পর্শ — খুব শুকনো মাটিতে Spike-এর চারপাশে একটু পানি দিলে সংস্পর্শ ভালো হয় (মাটি ভিজিয়ে দেওয়া নয়)।
• Test lead-এ Induction — লম্বা Lead পাশাপাশি টানলে প্রভাব পড়ে; আলাদা রাখুন।
• Tester-এর ব্যাটারি ও Calibration।

Schlumberger পদ্ধতি — ভেতরের দুটি Spike স্থির রেখে বাইরের দুটি সরানো; বড় গভীরতায় দ্রুত, তবে হিসাব আলাদা।

সংক্ষেপে

• ρ (Ω·m) মাটির বৈশিষ্ট্য; Electrode-এর Resistance তার সমানুপাতিক।
• আর্দ্রতা সবচেয়ে বড় প্রভাব — শুকনো মৌসুমে মান বেশি।
• Wenner: চার Spike সমান দূরত্বে, ρ = 2π·a·R; Spike অগভীর।
• কয়েকটি a আর দুটি আড়াআড়ি লাইন — গভীরতার ছবি।
• নিচে ভালো মাটি → লম্বা Rod; নিচে খারাপ → বেশি অগভীর Rod বা Strip।
• মাটির নিচের ধাতু থেকে দূরে মাপুন।

পরের Lesson: Earth resistance পরীক্ষা: Fall-of-potential।