Un moderno ponte di impedenza è un dispositivo utilizzato per misurare l’impedenza, la capacità o l’induttanza. Il nonno del ponte ad impedenza generalizzata è il ponte di Wheatstone, un circuito elettrico ideato da Samuel Christie nel 1833 e reso popolare una decina di anni dopo da Sir Charles Wheatstone. I ponti di Wheatstone, con i loro caratteristici schemi circuitali a diamante, utilizzano due resistori a impedenza fissa e un resistore variabile per misurare l’impedenza sconosciuta di un quarto resistore.
Il ponte di Wheatstone è un dispositivo a corrente continua (DC). Un dispositivo moderno può essere commutato da CC a corrente alternata (CA) e viceversa. Sia il ponte di Wheatstone che il suo discendente moderno, il ponte a impedenza generalizzata, funzionano sullo stesso principio, che è il bilanciamento di un circuito elettrico. L’idea di base è che se un circuito contiene due resistori di valore noto, è possibile utilizzare un resistore variabile e un resistore di valore sconosciuto per determinare il valore del resistore sconosciuto e un dispositivo di misurazione noto come potenziometro viene utilizzato per accertare quando il resistore variabile ha raggiunto il punto di equilibrio per il circuito. In forma di equazione, R1/R2 = R(u)/ Rvar dove R1 e R2 sono resistori di valore noto, R(u) è il resistore con impedenza sconosciuta e Rvar è il resistore variabile con un display per mostrare la sua impedenza in qualsiasi punto in tempo.
I moderni ponti di impedenza hanno diversi circuiti. È probabile che un circuito sia il circuito di prova originale, con una lettura in Ohm, noto anche come ohmmetro. Altri circuiti possono includere diverse combinazioni di resistori, condensatori, bobine di induttanza e forse un generatore di segnale e una fonte di alimentazione. Con questi circuiti, il moderno ponte di impedenza può testare molti dispositivi e circuiti elettrici, da resistori e condensatori fino alla sintonizzazione di un’antenna. I circuiti AC sono un po’ più complicati dei circuiti DC perché il circuito non si bilancia finché la fase dell’AC non è la stessa su entrambi i lati del ponte.
Un potenziale problema per i circuiti a ponte CA sensibili è che i condensatori tendono a “perdere” corrente. La corrente vagante dalla dispersione del condensatore genererà letture errate sul rilevatore o sul misuratore. Una soluzione al problema è aggiungere quello che è noto come circuito di terra Wagner. Il circuito di terra Wagner è un partitore di tensione con messa a terra progettato per avere il rapporto di tensione e lo sfasamento come ciascun lato del ponte. Spesso è presente un interruttore a due posizioni per consentire all’utente di confermare che il circuito è stato impostato correttamente e quando il potenziometro registra zero in entrambe le posizioni dell’interruttore, è garantita una lettura priva di errori.