Mis on impedantssild?

Kaasaegne impedantssild on seade, mida kasutatakse impedantsi, mahtuvuse või induktiivsuse mõõtmiseks. Üldtakistussilla vanaisa on Wheatstone’i sild, elektriahel, mille töötas välja Samuel Christie 1833. aastal ja mille kümmekond aastat hiljem populariseeris Sir Charles Wheatstone. Wheatstone’i sillad, millel on iseloomulikud teemantskeemid, kasutavad neljanda takisti tundmatu impedantsi mõõtmiseks kahte fikseeritud takistuse takistit ja muutuvat takistit.

Wheatstone’i sild on alalisvoolu (DC) seade. Kaasaegset seadet saab alalisvoolult vahelduvvoolule (AC) lülitada ja uuesti tagasi. Nii Wheatstone’i sild kui ka selle kaasaegne järeltulija, üldistatud impedantsi sild, töötavad samal põhimõttel, milleks on elektriahela tasakaalustamine. Põhiidee seisneb selles, et kui vooluahel sisaldab kahte teadaoleva väärtusega takistit, saab tundmatu takisti väärtuse määramiseks kasutada muutuvat takistit ja tundmatu väärtusega takistit ning potentsiomeetrina tuntud mõõteseadet kasutatakse selleks, et teha kindlaks, millal muutuvtakisti on jõudnud ahela tasakaalupunkti. Võrrandi kujul R1/R2 = R(u)/Rvar, kus R1 ja R2 on teadaoleva väärtusega takistid, R(u) on tundmatu takistusega takisti ja Rvar on muutuv takisti, millel on ekraan, mis näitab selle impedantsi mis tahes punktis õigel ajal.

Kaasaegsetel impedantssildadel on mitu ahelat. Üks vooluahel on tõenäoliselt algne testahel, mille näit on oomides, tuntud ka kui oomimõõtur. Teised ahelad võivad sisaldada erinevaid takistite, kondensaatorite, induktiivpoolide ja võib-olla signaaligeneraatori ja toiteallika kombinatsioone. Nende vooluahelate abil saab kaasaegne impedantssild testida paljusid elektriseadmeid ja vooluahelaid alates takistitest ja kondensaatoritest kuni antenni häälestamiseni. Vahelduvvooluahelad on veidi keerulisemad kui alalisvooluahelad, kuna vooluahel ei tasakaalusta enne, kui vahelduvvoolu faas on mõlemal pool silda sama.

Tundlike vahelduvvoolu sillaahelate võimalik probleem on see, et kondensaatorid kipuvad voolu “lekkima”. Kondensaatori lekkest tingitud hajuv vool tekitab detektoris või arvestis valed näidud. Probleemi lahenduseks on Wagneri maandusahela lisamine. Wagneri maandusahel on maandatud pingejaotur, mis on loodud nii, et pingesuhe ja faasinihe oleksid silla mõlemal küljel. Sageli on kahe asendi lüliti, mis võimaldab kasutajal kontrollida, kas vooluring on õigesti seadistatud, ja kui potentsiomeeter registreerib mõlemas lülitiasendis nulli, on veavaba näit garanteeritud.