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Vidéo 1: Conduction d'Ohmic et Impedance électrique Un peu de l'idée sur ce qui est l'état de l'art sur le sujet parce qu'il s'agit d'un domaine de recherche ouvert à la recherche et que les gens devraient y contribuer, je suis sûr que l'état de l'art vous dit que vous n'avez pas besoin de mener des expériences conventionnelles en laboratoire dans le monde d'aujourd'hui, parce que les gens n'ont pas le temps, et regardez la taille de l'infrastructure qui est développée. Vous savez, des milliers d'acres, des milliers de kilomètres et aussi sont passés sont les jours et les gens qui ont utilisé pour sortir les échantillons et les amener au Laboratoire et les tester thencontemporaines le processus de pensée est que je devrais avoir des propriétés in situ et que aremore fiable et que c'est la mode. Alors, tout cela a commencé depuis 1736 quand Coulomb est sorti avec la théorie de l'asCoulomb Law.Maxwell, Frick et Archie.So, le facteur Archie qui est facteur de formation est une fonction de la porosité est ce qui est utilisé par les gars qui sont dans le domaine de l'ingénierie géotechnique et ceux qui sont géophysicistes.Donc, ce facteur de formation vous dit fondamentalement ce qui est le contraste de l'électricalconductivité perpendiculaire au plan du dépôt Et parallèle à l'avion de dépôt KH sur KV.Ce concept est utilisé pour comprendre comment les formations ont été créées et que ces formations doivent être des minerais de pétrole ou de not.Donc, si vous avez une chance de travailler dans la géophysique pétrolière, vous trouverez le facteur de formation de thatformation est utilisé là beaucoup qui est la résistivité électrique des sols saturés divisé par la résistivité électrique de son fluide interstitiel. Et c'est une fonction de la porosité, il y a des gens qui ont fait beaucoup de studiesseince 1933, il a ramassé ce sujet les gens ont travaillé dans la fréquence Rangesof cent to 10 megahertz, kilohertz to megahertz, megahertz range 20 megahertz, 1 gigahertzrange and the soil properties which have been déterminée of water content, soil structure, particularly orientation, electrolyte defect, determination of water content, relative density, and soil liquefaction.So, this motivés us to take research in this area. And if you look at the list, you will try to see that you will find you will find thatpeople have been very ambitieuse and they have been talking about the clay fraction directlyas a function of électorales property, porosité, conductivité Et même certaines personnes ont travaillé sur la perméabilité du sol. Après avoir réexaminé les propriétés électriques des géomatériaux, comme nous avons discuté de la conductivitéet de la constante diélectrique sont les deux principaux paramètres qui sont utilisés pour définir l'état du matériau et la conductivité vient à cause du mouvement des charges.Alright?.Une constante diélectrique est une mesure de la capacité du matériau à réduire le renforcement d'un champ électrique et à se comporter comme un isolant. Donc, ici nous parlons de la variation des propriétés électriques en fonction de l'AC et c'est ce que l'on appelle la dispersion des propriétés électriques ou de la dispersion délicate de la matérial.Donc, cette partie j'ai déjà discuté que la conduction électrique dans la géomatériose humide plus vous savez et nous avons parlé de la polarisation également lorsque vous appliquez la voltagede l'échantillon dans une électrode, ils obtiennent un charge positive que nous avons utilisé ici La constante diélectrique de la permittivité est une fonction de la fréquence et nous définissons les kas C en d après A en epsilon pas de capacitances k en A en epsilon sur d.Donc, qu'en est-il de la constante diélectrique?Donc, la constante diélectrique est epsilon sur epsilon pas, c'est le matériau permittivité earlierI use this term with Es that was for the soils, epsilon could be any material and epsilonnot as the permittivité of the free space, we can représenter k in 2 parts that is thereal and imaginary.Donc, si je définit la constante diélectrique comme une combinaison de la partie réelle de la constance diélectrique et de la partie imaginaire de la constante diélectrique, c'est la fonction composite, c'est la fonction composite, ce que nous devons tracer de nombreuses fois réel par rapport à la partie imaginaire pour déchiffrer l'information.Je vous montrerai donc, avant d'y aller, un peu sur la conduction ohmique des géomatériaux, tout ce que vous savez que le flux du courant suit la loi de l'ohm, Et nous définissons le courant égal à la résistivité en V clear.Donc, nous écrivons parfois aussi comme v égal à I en R où r est un sur sigma. Donc ceci devient la résistivité ou la résistance est R, donc, ce sont les facteurs qui influencent la conduction électrique, la ration de Void, le degré de saturation, la forme, la taille et l'orientation, la structure des pores et la nature du fluide et sa conductivité.Comme je l'ai dit plus tôt, à moins que les grains ne soient chargés, la conductivité de surface est ignorée. Ce que vous réaliserez, c'est que la conduction ohmique à travers la solution de pores est très facile.Mais la conduction ohmique à travers les sols et les grains va être très compliquée. Et très bientôt vous réaliserez ceci. La raison en est que lorsque nous traitons avec les sols de grains fins il y a la formation de double couche DDLwe l'appeler comme une double couche diffuse et c'est un consortium de différents types d'ionson les platelets.Donc, il y a beaucoup d'interférences qui se produit quand on mesure les propriétés électriques des géomatériaux, en particulier quand elles sont fines, à cause de la formation de doubles couches, ce sont les bases de l'impédance. Cependant, quand on mesure la résistance en utilisant le courant alternatif devient impudence, et je peux définir l'impédance comme fonction du temps sur I comme fonction du temps. Ce qui n'est rien d'autre que V cos d'oméga t sur I moins delta. C'est le décalage entre la tension et le current.Donc, quand vous tracez la tension et le courant ensemble, il y a un décalage horaire que nous pouvons définir ce termas r moins J x dans la form.Alright? Donc, ce sont les modèles de base que nous utilisons, vous avez étudié ces circuits RC et tout. Dans votre ingénierie, le sol peut être représenté comme un matériau RC, un matériau qui montre une résistance et une capacitance.Donc, c'est l'équivalence entre le géomatériau ou les sols et leurs circuits électriques? L'impédance est la résistance et les acceptations de la conductanceou inverse de l'impédance.Donc, vous devez avoir rencontré ces termes, quand vous traitez avec les résistances l'impédanceis R quand vous traitez avec les inducteurs, c'est G omega L. Et quand vous êtes vraiment les condensateurs c'est-1 sur G omega c.Donc, ces composants peuvent être ajustés pour décrire l'état des sols. Et j'espère que vous pouvez réaliser que si je veux trouver l'impédance totale, je peux résumer les résistances et quand je fais des parallèles, alors je dois résumer tout l'admittance de la matière.

Vidéo 2: Determination of Electrical Properties of Soil So, one of my master's students started working in this compliqué topic. His name is Azaz Masood Bhat, and he published 2 very impactful papers on électrique caractérizationof geomaterials, which have created this impedance and the concept is simple you take a small cylindrique, youknow, rectangulaire box and this box is standing on a base plate and there are 2 électrodes. Which are plate électrodes which are fitted inside and this box can be used for findingout the impedance of the sables. And when you are traitant Avec les liquides, vous pouvez utiliser ce type d'installation où le liquide peut être contenu dans la cellule et il y a une couverture supérieure et il y a deux électrodes qui sont intégrées dans la cellule. Donc, les deux systèmes peuvent être utilisés. Et voici comment la configuration ressemble. Nous mesurons la teneur en humidité volumétrique de l'échantillone.Donc, c'est la cellule d'impédance, on mesure l'impédance du sable et de l'humidité. C'est la configuration qui est utilisée pour obtenir l'impédance des échantillons, c'est ce que l'on appelle l'analyseur d'impédance. Que l'échantillon lui-même peut être modélisé comme une combinaison de RC.Alright.Donc, si je considère ce spécimen et ces 2 électrodes, je peux développer un circuit d'équivalence comme celui-ci, la partie centrale est du spécimen qui est représenté par la combinaison de la capacitance et de la résistance, et les deux plaques des électrodes sont représentées à nouveau en circuit RC. Si vous les tracez sur une échelle qui est connue sous le nom de complot Nyquist, il y a différentes voies de tracé de ces données. Quand vous tracez les résultats que vous obtenez de cela, vous pouvez faire des getcercles et ces cercles décrivent l'état de la matérial.Donc, à mesure que la fréquence augmente, elle tend vers l'infini les valeurs de gigahertz si vous utilisez la résistance offerte par l'échantillon serait less.Donc, c'est l'état de l'art que nous faisons en ce moment. Et nous essayons de capturer la réponse des géomatériaux et les mécanismes qui se sont produits en capturant ce type de resul.Nous avons fait beaucoup d'expériences sur des sols de différents types est sable. Et juste pour vous montrer comment les résultats varient la partie réelle par rapport à imaginaire part.Je ne vais pas entrer dans les détails de la façon dont l'analyse des résultats est faite. J'ai juste l'intention de vous montrer comment ces résultats peuvent être utilisés pour caractériser les géomatériaux. Nous utilisons le logiciel de visualisation Z. Et la meilleure façon d'analyser une masse de sol serait de créer un circuit RC simple. Et si je forme un circuit d'équivalence à this.Un simple RC vous donnera beaucoup d'écart par rapport aux résultats expérimentaux, ce qui signifie que vous devez affiner vos circuits. J'espère que vous le trouverez très utile. Et c'est un processus très compliqué où vous continuez à générer les circuits équivalents des sols et des matériaux et à les mettre en correspondance ici. Donc à partir d'un circuit RC simple ce que nous avons fait est que nous avons ajouté une résistance au circuit RC et avec ceci, ce qui s'est passé est que les résultats sont au moins liés par le Nous avons inclus un élément de phase constante, je ne sais pas si vous vous souvenez ou notin de votre cours d'électronique, ils ont dû parler des éléments de la phase constante des CPEs, qui maintiennent la phase du système constant.Donc, en introduisant un élément de phase constante, nous avons réalisé que les résultats sont tout à fait mûrables, et ensuite nous avons fait d'autres manipulations pour sortir avec un circuit équivalent pour les soilsqui ressemble à ceci. Donc c'est l'électrode qui est l'électrode dans laquelle l'échantillon est encased.Donc, cela signifie que l'échantillon de sol a été Maintenant vous pouvez répondre ou obtenir les réponses au type de question que vous avez été un processus askingany qui se produit dans la masse du sol sera reflété, si je mesure R2, R4 et CP2.Et c'est comme ça que je peux dire que ce qui change sur une période de temps. Donc, toutes les propriétés des sols ont été maintenant imbibées avec le temps. Et c'est l'art, donc, ici nous avons montré comment la résistance des sols change en ce qui concerne la résistance du grain, la frontière des grains deux grains assis nextvers l'un à l'autre, il y a une frontière qui se crée et deux grains assis ensemble volontairement créent une sorte d'effet de capacitance à cause de la solution interstitielle inside.Donc, nous avons fait ce type de modélisation beaucoup. Les étudiants, Azaz et Hanumantha Rao.So, vous pouvez lire leurs articles qui ont été publiés. Maintenant, si vous regardez les possibilités du courant, qui passe par les matériaux secs, il y a trois possibilités est un sol sec, donc les vides n'ont que de l'air, l'une des possibilités que du grain à l'air pour l'air, c'est l'une des possibilités. La seconde possibilité est que le passage actuel est le grain, le grain à l'air, le grain à grain à grain et ainsi de suite. Et troisièmement, il ne se passe que par les vides, j'espère que vous pouvez réaliser que, déchiffrer les informations des modèles mathématiques ne sera pas Facile, mais nous y sommes et nous essayons de développer des modèles qui vous aideront à définir l'état de contamination des sols, nous essaierions également de développer des modèles où vous pouvez différencier les sols à grains fins et les sols grossiers, y compris leurs formes, est très complexe et D différencier entre l'état saturé du matériau et l'état non saturé du matériau est très facile que vous pouvez faire très rapidement en faisant ce type de modeling.Donc, c'est la micromécanique de la façon dont le courant circule à travers le milieu poreux. à la présence de surfacecharges Si vous vous souvenez, nous parlions de la différence entre les particules grossières et les particules fines. Les particules à grain grossier n'ont pas de charges de surface, les particules à grains fins ont des surfacecharge.Donc, c'est l'une des différences. Et nous pouvons utiliser ce concept pour différencier le matériau sans analyse de criblage, car vous savez que l'analyse du tamis et l'analyse de l'hydromètre ont ses propres limites et les problèmes. La partie BB est la grappe de sol, où dans les grains de sol sont en contact avec l'autre et le courant peut s'écouler. La troisième possibilité est en partie à travers les grains de sols et en partie à travers l'air qui est présent dans les vides, ce qui est la partie la moins probable en raison de sa forte résistance qui est offerte par l'air.Donc, une fois que vous avez entré dans les micro-mécanismes de ce type, il devient assez compliqué. Et si j'applique des conditions de pression et de température, qu'est-ce qui va se passer?Soit les gaz qui sont présents dans les vides se dissolvent dans la solutionclaire des pores, soit il pourrait y avoir une cristallisation de l'eau sous la forme de l'ice.Donc, cela devient une matrice très compliquée. La seconde possibilité est quand nous traitons avec les soils.Donc, les concepts restent la même chose que nous avons créé un vide qui est l'eau filled.Donc, vous avez les grains des sols entre il y a un vide qui est plein d'eau. Puis de nouveau j'ai un modèle de quel type de combinaisons des résistances, la capacitance peut être possiblece qui vous donnera la réponse d'un matérial.Donc, il y a les possibilités de courant passant par ce premier AA, interconnectépores, ce sont tous des pores interconnectés, la façon la plus facile pour la conduction du current.Clear?.En particulier, si la solution ionique est présente dans les pores, le B est des grains de sol interconnectés seulement puis CC prime est le premier à travers les grains de sol connectérés et parfois à travers les pores interconnectés, et DD est le grain à travers les vides, ce qui pourrait contenir de l'air et la solution de pore. La façon la plus facile pour le courant de passer à travers, aucune résistance n'est offerte much.B. Le premier double premier est des grains de sol interconnectés pourvu que les grains du sol aient une bonne conductivité comme les grains fins. Troisièmement est le sandwich des deux, nous avons les grains de sol interconnectés et partlyvia le pore fluid.Donc, ces types de micro-mécanismes doivent être étudiés et ils devraient être développés dans le futur "Professeur-la conversation entre les étudiants commence" Sir, des micro-organismes comme quand vous êtes présents vous avez dit que la capacité de passage actuelle diminuera de façon drastique.Le micro-organisme est si présent dans n'importe quelle phase autour des grains de sol, alors la matière organique entraverait le processus à l'époque où j'étais sur le point de le demander. L'objectif est d'utiliser ces modèles pour déterminer comment se déroule la dégradation dans le matériau. Et non seulement la dégradation, mais aussi la dégradation des sols fins ou les propriétés des fines soilsalors ce que nous allons faire. Il a employé pour l'impédance des sables de sables qu'il a fondu. Se produire?.Comment allons-nous faire de l'interférences? Une réponse rapide à votre question n'est pas de ce genre se produire. Les mesures peuvent être faites. C'est comme une génération de ECG, mais si le médecin ou la personne n'a pas le droit de décoder les ECG, ce qui est des ECG, c'est que vous pouvez comprendre mon point.Donc, la mesure des propriétés n'est pas un problème. Vous pouvez faire passer l'échantillon dans la cellule et ensuite vous pouvez mesurer quelque chose. La question du million de dollars est comment créer un mécanisme à partir de ça et comment déchiffrer les résultats pour que ces résultats puissent être utilisés par des personnes qui se trouvent dans le domaine de Monitoringinstrumentation et micro-mécanismes.