O que é uma ponte de impedância?
Uma ponte de impedância moderna é um dispositivo usado para medir impedância, capacitância ou indutância. O avô da ponte de impedância generalizada é a ponte de Wheatstone, um circuito elétrico criado por Samuel Christie em 1833 e popularizado cerca de dez anos depois por Sir Charles Wheatstone. As pontes Wheatstone, com seus diagramas característicos de circuitos diamantados, usam dois resistores de impedância fixa e um resistor variável para medir a impedância desconhecida de um quarto resistor.
A ponte Wheatstone é um dispositivo de corrente contínua (CC). Um dispositivo moderno pode ser alterado de CC para corrente alternada (CA) e vice-versa. Tanto a ponte de Wheatstone quanto seu descendente moderno, a ponte de impedância generalizada, funcionam com o mesmo princípio, que é o balanceamento de um circuito elétrico. A idéia básica é que, se um circuito contém dois resistores de valor conhecido, um resistor variável e um resistor de valor desconhecido podem ser usados para determinar o valor do resistor desconhecido, e um dispositivo de medição conhecido como potenciômetro é usado para verificar quando o resistor variável atingiu o ponto de equilíbrio do circuito. Na forma de equação, R 1 / R2 = R (u) / R var onde R 1 e R2 são resistores de valor conhecido, R (u) é o resistor com impedância desconhecida e R var é o resistor variável com um display para mostre sua impedância a qualquer momento.
As pontes de impedância modernas têm vários circuitos. É provável que um circuito seja o circuito de teste original, com uma leitura em Ohms, também conhecida como medidor de Ohm. Outros circuitos podem incluir diferentes combinações de resistores, capacitores, bobinas de indutância e talvez um gerador de sinal e uma fonte de energia. Com esses circuitos, a moderna ponte de impedância pode testar muitos dispositivos e circuitos elétricos, desde resistores e capacitores até o ajuste de uma antena. Os circuitos CA são um pouco mais complicados do que os circuitos CC, porque o circuito não se equilibra até que a fase do CA seja a mesma nos dois lados da ponte.
Um problema potencial para os circuitos sensíveis da ponte CA é que os capacitores tendem a 'vazar' a corrente. A corrente perdida resultante do vazamento do capacitor gera leituras incorretas no detector ou medidor. Uma solução para o problema é adicionar o que é conhecido como circuito de terra de Wagner. O circuito de aterramento Wagner é um divisor de tensão aterrado, projetado para ter a taxa de tensão e a mudança de fase de cada lado da ponte. Freqüentemente, há uma chave de duas posições para permitir que o usuário confirme se o circuito foi ajustado corretamente e, quando o potenciômetro registra zero nas duas posições da chave, é garantida uma leitura sem erros.