Apa itu Jembatan Impedansi?

Jembatan impedansi modern adalah perangkat yang digunakan untuk mengukur impedansi, kapasitansi, atau induktansi. Kakek dari jembatan impedansi umum adalah jembatan Wheatstone, sirkuit listrik yang dirancang oleh Samuel Christie pada tahun 1833 dan dipopulerkan sekitar sepuluh tahun kemudian oleh Sir Charles Wheatstone. Jembatan Wheatstone, dengan diagram rangkaian berlian karakteristiknya, menggunakan dua resistor impedansi tetap dan resistor variabel untuk mengukur impedansi yang tidak diketahui dari resistor keempat.

Jembatan Wheatstone adalah perangkat arus searah (DC). Perangkat modern dapat dialihkan dari DC ke arus bolak-balik (AC) dan kembali lagi. Baik jembatan Wheatstone dan turunan modernnya, jembatan impedansi umum, bekerja dengan prinsip yang sama, yaitu penyeimbangan sirkuit listrik. Ide dasarnya adalah bahwa jika rangkaian berisi dua resistor yang nilainya diketahui, resistor variabel dan resistor yang nilainya tidak diketahui dapat digunakan untuk menentukan nilai resistor yang tidak diketahui, dan alat pengukur yang dikenal sebagai potensiometer digunakan untuk memastikan kapan resistor variabel telah mencapai titik keseimbangan untuk rangkaian. Dalam bentuk persamaan, R1/R2 = R(u)/ Rvar di mana R1 dan R2 adalah resistor yang nilainya diketahui, R(u) adalah resistor dengan impedansi yang tidak diketahui dan Rvar adalah resistor variabel dengan tampilan untuk menunjukkan impedansinya di setiap titik pada waktunya.

Jembatan impedansi modern memiliki beberapa sirkuit. Satu sirkuit kemungkinan merupakan sirkuit uji asli, dengan pembacaan dalam Ohm, juga dikenal sebagai Ohm meter. Sirkuit lain mungkin termasuk kombinasi yang berbeda dari resistor, kapasitor, kumparan induktansi, dan mungkin generator sinyal dan sumber daya. Dengan sirkuit ini, jembatan impedansi modern dapat menguji banyak perangkat dan sirkuit listrik, mulai dari resistor dan kapasitor hingga penyetelan antena. Sirkuit AC sedikit lebih rumit daripada sirkuit DC karena sirkuit tidak akan seimbang sampai fase AC sama di kedua sisi jembatan.

Masalah potensial untuk rangkaian jembatan AC yang sensitif adalah kapasitor cenderung ‘bocor’ saat ini. Arus menyimpang dari kebocoran kapasitor akan menghasilkan pembacaan yang salah pada detektor atau meteran. Solusi untuk masalah ini adalah menambahkan apa yang dikenal sebagai sirkuit bumi Wagner. Sirkuit pembumian Wagner adalah pembagi tegangan pembumian yang dirancang untuk memiliki rasio tegangan dan pergeseran fasa di setiap sisi jembatan. Seringkali ada sakelar dua posisi untuk memungkinkan pengguna mengonfirmasi bahwa rangkaian telah disetel dengan benar, dan ketika potensiometer mencatat nol di kedua posisi sakelar, pembacaan bebas kesalahan dijamin.