25. Элементы электрического поля. Электрическое поле земной коры.

Потенциал φ – это отношение потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду. φ =A/q=1Дж/1кл= 1B. Основная единица потенциала ровна 1в. Разность потенциалов между двумя точками называется напряжение. Напряжённость – это отношение силы, с которой электрическое поле действует на заряд к величине этого заряда. E =F/q. Если E ровняется cons,+ то поле называется однородное. Если E ровно не cons,+ то поле называется не однородное.

Закон Кулона – сила взаимодействия между двумя зарядами прямо пропорционально произведению этих зарядов и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними и зависит от среды, в которой происходит взаимодействие. F =q1 × q2/ε × r2. Земная атмосфера в целом заряжена таким же, но положительным зарядом.

Таким образом, полный электрический заряд Земли принимается равным 0. Градиент электрического поля в атмосфере (по вертикали) в «спокойные» дни в среднем равен 100 в! м. Во время гроз градиент возрастает в несколько раз. Наряду со статическим электрическим полем в земной коре наблюдаются теллурические токи. В полярных и экваториальном поясах Земли они имеют широтное направление, в умеренных поясах меридиональное.

Электрическое и магнитное поля Земли тесно взаимосвязаны и вместе взятые составляют электромагнитное поле Земли. Оно испытывает периодические вариации. Так же как и вариации магнитного поля, вариации электрического поля Земли бывают периодическими, зависящими от целого ряда причин, в числе которых несомненными являются солнечная активность (количество пятен на Солнце) и состояние ионосферы. Напряженность электрического поля в верхних слоях земной коры и гидросферы изменяется от долей до десятков милливольт на 1 км. Временами она возрастает до нескольких вольт на 1 км. Вариации электрического и магнитного полей используются для изучения строения Земли до глубин порядка нескольких десятков и даже сотен кл. Все горные породы характеризуются удельным электр-им сопротивлением или удельной электропроводностью. Эти величины обратны друг другу. За единицу удельного электрического сопротивления принимается сопротивление образца соответствующей горной породы, имеющего форму куба размером 1 X 1 X 1, при прохождении через него электрического тока перпендикулярно какой- либо из его граней. Оно измеряется в ом-метрах (ом-м).

26.Электрические свойства земной коры и недр.

Электрические свойства горных пород и минералов — совокупность свойств, характеризующих способность минералов и горных пород проводить электрический ток.

К основным электрическим свойствам относятся: электрическое сопротивление или обратная ему величина — электропроводность, поляризуемость и диэлектрическая постоянная.

Поляризуемость характеризует способность минералов и горных пород поляризоваться в электр. поле вследствие физико-химических процессов, происходящих на границе твёрдой и жидкой фаз. Она определяется отношением (%) напряжённостей первичного электромагнитного поля, пропускаемого в землю, и вторичного поля, созданного поляризованной геологической средой. Поляризуемость уменьшается с повышением влажности и минерализации поровой влаги. Значение поляризуемости большинства минералов и горных пород не превышает 1-2%, для графитовых сланцев и прожилково-вкрапленных руд, содержащих минералы с электронной проводимостью, поляризуемость возрастает до нескольких десятков %.

Диэлектрическая постоянная определяется отношением напряжённости электр. поля в минералах и горных породах к напряжённости поля в вакууме. Для большинства породообразующих минералов диэлектрическая постоянная изменяется от 3 до 10, редко до 25, у влажных пород её значение достигает 40.

Электрические свойства минералов горных пород в силу их значительной зависимости от влажности, темп-ры и других условий в массиве в основном определяют в естественных залеганиях методами электрического каротажа. На различии электр. свойств минералов горных пород основано применение электрических методов для изучения геологического строения земной коры, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, разрушения горных пород, определения устойчивости целиков и напряжённого состояния массива, закрепления и осушения горных пород.