Wenn eine Gleichstromversorgung (Gleichstrom) an einen für Wechselstrom (Wechselstrom) ausgelegten Transformator angelegt wird, hängen verschiedene Ergebnisse von der Konstruktion des Transformators und den spezifischen Eigenschaften der Gleichstromquelle ab. Transformatoren sind in erster Linie für den Betrieb mit Wechselstromeingang ausgelegt, da sie auf dem magnetischen Wechselfeld basieren, das durch den sich ändernden Strom in der Primärwicklung induziert wird, um eine Spannung in der Sekundärwicklung zu induzieren. Bei Anwendung von Gleichstrom:
- Keine Spannungsinduktion: Bei einem für Wechselstrom ausgelegten Transformator bedeutet das Fehlen von Wechselstrom, dass es kein sich änderndes Magnetfeld gibt, das Spannung in der Sekundärwicklung induziert. Dadurch entsteht in der Sekundärwicklung keine Spannung und damit auch keine Ausgangsspannung.
- Sättigung und Erwärmung: Gleichstrom kann dazu führen, dass der Transformatorkern gesättigt wird. Die Sättigung tritt auf, wenn der Magnetfluss des Kerns sein Maximum erreicht und nicht weiter ansteigen kann, was zu einem ineffizienten Betrieb und möglicherweise zu einer übermäßigen Erwärmung des Transformators aufgrund erhöhter Kernverluste führt.
- Potenzieller Schaden: Die kontinuierliche Anwendung von Gleichstrom kann zu Überhitzung und Schäden an den Transformatorwicklungen und der Isolierung führen. Transformatoren sind nicht für den kontinuierlichen Gleichstromfluss ausgelegt, der im Laufe der Zeit zu thermischer Belastung und einem Ausfall der Isolierung führen kann.
Im Allgemeinen wird die Anwendung von Gleichstrom an einen für den Wechselstrombetrieb ausgelegten Transformator nicht empfohlen und kann zu einem ineffizienten Betrieb, Überhitzung und möglichen Schäden am Transformator führen.
Gleichstrom (DC) kann tatsächlich einen Transformator beschädigen, insbesondere wenn der Transformator nicht speziell für die Verarbeitung von Gleichstrom ausgelegt ist. Transformatoren nutzen das magnetische Wechselfeld, das durch Wechselstrom in der Primärwicklung erzeugt wird, um Spannung in der Sekundärwicklung zu induzieren. Gleichstrom erzeugt jedoch kein sich änderndes, sondern ein konstantes Magnetfeld. Dadurch entsteht keine induzierte Spannung in der Sekundärwicklung und der Transformator arbeitet ineffizient oder erfüllt seinen vorgesehenen Zweck überhaupt nicht.
Gleichstrom kann nicht auf die gleiche Weise wie Wechselstrom durch einen Transformator geleitet werden. Transformatoren arbeiten nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion, bei der ein sich änderndes Magnetfeld eine Spannung in einer Sekundärwicklung induziert. In Wechselstromkreisen ändert der Strom seine Richtung und erzeugt so ein sich änderndes Magnetfeld, das die Energieübertragung zwischen den Wicklungen ermöglicht. Da Gleichstrom eine konstante Richtung hat, erzeugt er kein sich änderndes Magnetfeld, das eine Spannung in der Sekundärwicklung induzieren kann. Daher kann Gleichstrom nicht sinnvoll durch einen Transformator geleitet werden, um eine Ausgangsspannung bereitzustellen.
In einer DC-Stromversorgungsanwendung beschränkt sich die Rolle eines Transformators normalerweise auf Isolations- oder Spannungsumwandlungszwecke. Spezielle Transformatoren, sogenannte DC-DC-Wandler oder Chopper, können einen Gleichspannungspegel in einen anderen umwandeln, indem sie elektronische Schalter verwenden, um eine pulsierende Gleichspannungswellenform zu erzeugen. Herkömmliche für Wechselstrom ausgelegte Transformatoren können jedoch keine Gleichspannung direkt ausgeben, es sei denn, sie werden mit zusätzlichen Schaltkreisen wie Gleichrichtern und Glättungskondensatoren kombiniert, um nach dem Betrieb des Transformators Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln.
Herkömmliche Transformatoren, die für den Wechselstrombetrieb ausgelegt sind, können keine Gleichspannung direkt ausgeben. Dies liegt daran, dass Transformatoren auf dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion basieren, die ein sich änderndes Magnetfeld erfordert, um eine Spannung in einer Sekundärwicklung zu induzieren. Bei Wechselstromanwendungen erzeugt der Wechselstrom in der Primärwicklung ein sich änderndes Magnetfeld, das eine Wechselspannung in der Sekundärwicklung induziert. Da Gleichstrom kein sich änderndes Magnetfeld erzeugt, kann er in der Sekundärwicklung eines herkömmlichen Transformators keine Spannung induzieren. Um Gleichspannung von einem Transformator zu erhalten, sind nach dem Transformator zusätzliche Schaltkreise wie Gleichrichter (zur Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom) und Glättungskondensatoren (zur Filterung des resultierenden pulsierenden Gleichstroms) erforderlich, um einen gleichmäßigen Gleichstromausgang zu erzeugen.