Eine moderne Impedanzbrücke ist ein Gerät zum Messen von Impedanz, Kapazität oder Induktivität. Der Großvater der verallgemeinerten Impedanzbrücke ist die Wheatstone-Brücke, eine elektrische Schaltung, die 1833 von Samuel Christie entwickelt und etwa zehn Jahre später von Sir Charles Wheatstone populär gemacht wurde. Wheatstone-Brücken mit ihren charakteristischen Diamantschaltbildern verwenden zwei Widerstände mit fester Impedanz und einen variablen Widerstand, um die unbekannte Impedanz eines vierten Widerstands zu messen.
Die Wheatstone-Brücke ist ein Gleichstromgerät (DC). Ein modernes Gerät kann von Gleichstrom auf Wechselstrom (AC) und wieder zurück umgeschaltet werden. Sowohl die Wheatstone-Brücke als auch ihr moderner Nachkomme, die verallgemeinerte Impedanzbrücke, arbeiten nach dem gleichen Prinzip, dem Ausgleich eines Stromkreises. Die Grundidee besteht darin, dass, wenn eine Schaltung zwei Widerstände mit bekanntem Wert enthält, ein variabler Widerstand und ein Widerstand mit unbekanntem Wert verwendet werden können, um den Wert des unbekannten Widerstands zu bestimmen, und ein Messgerät verwendet wird, das als Potentiometer bekannt ist, um festzustellen, wann der Der variable Widerstand hat den Gleichgewichtspunkt für die Schaltung erreicht. In Gleichungsform ist R1/R2 = R(u)/Rvar wobei R1 und R2 Widerstände mit bekanntem Wert sind, R(u) ist der Widerstand mit unbekannter Impedanz und Rvar ist der variable Widerstand mit einer Anzeige, die seine Impedanz an jedem Punkt anzeigt rechtzeitig.
Moderne Impedanzbrücken haben mehrere Stromkreise. Eine Schaltung ist wahrscheinlich die ursprüngliche Testschaltung mit einer Anzeige in Ohm, auch bekannt als Ohmmeter. Andere Schaltungen können verschiedene Kombinationen von Widerständen, Kondensatoren, Induktivitätsspulen und möglicherweise einen Signalgenerator und eine Stromquelle umfassen. Mit diesen Schaltungen kann die moderne Impedanzbrücke viele elektrische Geräte und Schaltungen testen, von Widerständen und Kondensatoren bis hin zur Abstimmung einer Antenne. Wechselstromkreise sind etwas komplizierter als Gleichstromkreise, da der Stromkreis nicht ausgeglichen wird, bis die Phase des Wechselstroms auf beiden Seiten der Brücke gleich ist.
Ein potenzielles Problem für die empfindlichen Wechselstrombrückenschaltungen besteht darin, dass Kondensatoren dazu neigen, Strom zu „lecken“. Streustrom von Kondensatorleckagen führt zu falschen Messwerten am Detektor oder Messgerät. Eine Lösung des Problems besteht darin, einen sogenannten Wagner-Erdkreis hinzuzufügen. Der Wagner-Erdkreis ist ein geerdeter Spannungsteiler, der das Spannungsverhältnis und die Phasenverschiebung auf jeder Seite der Brücke aufweist. Oft gibt es einen Zweistellungsschalter, der es dem Benutzer ermöglicht, die korrekte Einstellung des Stromkreises zu bestätigen, und wenn das Potentiometer in beiden Schalterstellungen Null registriert, ist eine fehlerfreie Ablesung garantiert.