Waarom werken transformatoren niet met gelijkstroomvoeding?

Transformatoren werken niet met gelijkstroomvoeding, in de eerste plaats omdat ze vertrouwen op het principe van elektromagnetische inductie, waarvoor een veranderend magnetisch veld nodig is. In AC-systemen (wisselstroom) wisselt de spanning voortdurend in polariteit en grootte, waardoor het magnetische veld in de primaire wikkeling van de transformator voortdurend verandert. Dit veranderende magnetische veld induceert door elektromagnetische inductie een overeenkomstige wisselspanning in de secundaire wikkeling. Bij een DC-voeding (gelijkstroom) blijft de spanning echter constant qua polariteit en grootte, wat resulteert in een stabiel magnetisch veld dat niet varieert in de tijd. Hierdoor is er geen fluctuerend magnetisch veld dat een spanning in de secundaire wikkeling van de transformator kan opwekken. Transformatoren zijn dus niet effectief wanneer ze op een gelijkstroomvoeding zijn aangesloten, omdat er geen magnetisch wisselveld is dat de transformatie van spanningsniveaus vergemakkelijkt.

DC-voeding wordt niet gebruikt in transformatoren vanwege de fundamentele vereiste dat transformatoren moeten werken op basis van elektromagnetische inductie, wat een variërend magnetisch veld vereist. In gelijkstroomsystemen betekent de afwezigheid van wisselstroom dat er geen magnetisch wisselveld is dat spanning kan induceren in de secundaire wikkeling van de transformator. Dit gebrek aan geïnduceerde spanning maakt transformatoren ineffectief voor het verhogen of verlagen van gelijkspanningen, omdat ze de spanningstransformatiefunctie niet kunnen uitvoeren zonder de wisselende magnetische flux die essentieel is voor elektromagnetische inductie.

Een transformator kan niet op een gelijkstroombron worden aangesloten, omdat deze een wisselstroom nodig heeft om correct te kunnen functioneren. Het kernprincipe van de werking van een transformator is gebaseerd op de interactie tussen een veranderend magnetisch veld (geproduceerd door wisselstroom) en de draadspoelen die rond een ijzeren kern zijn gewikkeld. Wanneer er een wisselstroom door de primaire wikkeling van de transformator vloeit, ontstaat er een wisselend magnetisch veld in de kern. Dit variërende magnetische veld induceert door middel van elektromagnetische inductie een wisselspanning in de secundaire wikkeling. Een gelijkstroombron produceert daarentegen een constant magnetisch veld dat niet in de loop van de tijd varieert, waardoor er geen spanning in de secundaire wikkeling wordt geïnduceerd. Daarom zou een poging om een ​​transformator rechtstreeks op een gelijkstroombron aan te sluiten niet resulteren in enige spanningsoutput in de secundaire wikkeling, waardoor de transformator niet functioneel wordt voor doeleinden van spanningstransformatie.

Transformatoren werken met AC, maar niet met DC, omdat AC een continu veranderend magnetisch veld produceert vanwege de wisselspanning. Dit veranderende magnetische veld induceert door middel van elektromagnetische inductie een overeenkomstige spanning in de secundaire wikkeling van de transformator. Het wisselende karakter van wisselspanning zorgt ervoor dat de magnetische flux in de transformatorkern voortdurend van richting en grootte verandert, waardoor een efficiënte spanningstransformatie mogelijk wordt gemaakt. Daarentegen wisselt de gelijkspanning niet; het blijft constant in polariteit en omvang. Als gevolg hiervan wordt er geen magnetisch wisselveld gegenereerd in de transformatorkern wanneer deze is aangesloten op een gelijkstroomvoeding, wat leidt tot geen inductie van spanning in de secundaire wikkeling. Transformatoren zijn dus ontworpen en geoptimaliseerd voor AC-werking om de beoogde functie van spanningstransformatie effectief uit te voeren.

Een transformator kan niet werken op gelijkstroom vanwege de afwezigheid van een magnetisch wisselveld dat nodig is voor elektromagnetische inductie. In een transformator creëert wisselstroom in de primaire wikkeling een wisselende magnetische flux in de kern, die een spanning in de secundaire wikkeling induceert. Dit inductieproces is afhankelijk van de snelle veranderingen in de richting van de magnetische flux die worden veroorzaakt door de wisselstroom. Een DC-voeding daarentegen produceert een constante, unidirectionele stroom, wat resulteert in een constante magnetische flux in de transformatorkern. Zonder de wisselstroom is er geen geïnduceerde spanning in de secundaire wikkeling. Daarom zijn transformatoren specifiek ontworpen om te werken met wisselstroomvoedingen en kunnen ze niet goed functioneren als ze rechtstreeks op gelijkstroombronnen zijn aangesloten.