Il parametro fondamentale per la determinazione della resistenza di terra è la resistività del terreno, la quale assume in generale valori molto elevati e comunque variabili a seconda della percentuale di sali e di umidità del terreno stesso. Da quanto detto risulta del tutto evidente come sia importante, per il calcolo della resistenza di terra, determinarne con una buona precisione il valore medio. Il terreno svolge la funzione di conduttore elettrico quando a due elettrodi (dispersori) conficcati nel terreno è applicata una d.d.p.. Ogni porzione elementare del terreno offre una resistenza tanto più piccola quanto più è lontana dal dispersore (per la verifica si è usato un dispersore emisferico di raggio “r0“ (fig.1)  perché ad una certa distanza, qualunque sia la forma del dispersore, le linee equipotenziali diventano emisferiche). Si dice resistenza di terra Rt la somma delle resistenze elettriche elementari di queste porzioni di terreno. Ad una certa distanza dal dispersore la sezione diventa così grande che la resistenza è pressoché nulla, mentre, nelle immediate vicinanze, le sezioni attraverso le quali la corrente fluisce si rimpiccioliscono e la resistenza aumenta. Le seguenti considerazioni si basano sul presupposto che il terreno sia omogeneo e che la sua resistività sia costante in tutti i suoi punti. Normalmente, inoltre, si trascura l’effetto reattivo, supponendo prevalente quello resistivo. Per quanto detto sopra si definisce equivalente emisferico di un dispersore, qualsiasi dispersore di forma emisferica avente la stessa resistenza.

Misurando la tensione che si stabilisce tra due elettrodi “sufficientemente lontani”, dopo aver iniettato nel terreno una corrente costante, si ottiene un andamento del tipo indicato in figura 2.

La differenza di potenziale tra l’elettrodo e un qualsiasi punto lontano a potenziale zero è detta tensione di terra o tensione totale di terra. La resistenza di terra è legata alla Ut e alla corrente iniettata nel terreno per mezzo della nota relazione:

Rt = Ut/I

La relazione di cui sopra ha validità di carattere generale e quindi anche per elettrodi di forma diversa. La misura della resistenza di terra del dispersore viene comunemente effettuata mediante il metodo volt-amperometrico, secondo quanto prescritto dalla norma CEI 64/8 All. B.

Il metodo consiste nel fare passare una corrente alternata di valore costante fra il dispersore D ed una sonda di corrente T1 posta ad una distanza da D tale che le zone di influenza dei due dispersori non si sovrappongano. La sonda di corrente T1 si può ritenere in genere sufficientemente lontana quando sia posta ad una distanza almeno cinque volte la dimensione massima di D:

  • questa, nel caso D sia un semplice dispersore a picchetto, può assumersi pari alla sua lunghezza.

La sonda di tensione T2, situata al di fuori delle zone di influenza di D e T1, consente di misurare la tensione totale di terra, come illustra la fig. 3.
Il rapporto delle indicazioni del voltmetro e dell’amperometro fornisce il valore della resistenza di terra. Per verificare che la resistenza di terra sia un valore corretto, si fanno altre due misure con la sonda di tensione T2 spostata di qualche metro, rispettivamente più lontana e più vicina rispetto a D. Se le tre misure sono sostanzialmente le stesse, si prende come resistenza di terra del dispersore D la media dei tre. Se non c’è tale accordo, le prove vengono ripetute con la distanza D e T1 aumentata.

In genere l’insieme dei due strumenti utilizzati per la misura sono inglobati in un unico apparecchio, comunemente denominati Megger, Tellurometri, Terrohmetri.
Durante la prova si preferisce iniettare una corrente alternata, poiché la misura in corrente continua potrebbe essere influenzata da forze elettromotrici di origine voltaica presenti nel terreno e da eventuali correnti vaganti. La precisione della misura dipende fortemente dalle posizioni reciproche dei dispersori. Il dispersore ausiliario T1, se posto troppo vicino al dispersore in prova, non permette una corretta misura della resistenza di terra; la tensione Ut è infatti dovuta soltanto ad una porzione di terreno posta intorno al dispersore in prova. Affinché la misura sia corretta, la sonda di tensione T2 deve essere posta in un punto a potenziale zero (fig. 4).

Se invece la sonda T2 é troppo vicina a D, la tensione misurata é inferiore a Ut, (esattamente U1) e la misura risulta errata per difetto.