Transformatoren sind speziell für den Betrieb mit Wechselstrom (AC) konzipiert und können nicht zum direkten Erhöhen oder Reduzieren der Gleichspannung (DC) verwendet werden. Das grundlegende Funktionsprinzip von Transformatoren beruht auf der Fähigkeit von Wechselstrom, einen sich ändernden magnetischen Fluss im Transformatorkern zu induzieren. Dieser sich ändernde magnetische Fluss ermöglicht es, die Spannung entweder zu erhöhen oder zu verringern, indem die Anzahl der Windungen in der Primär- und Sekundärwicklung des Transformators variiert wird. Gleichstrom erzeugt jedoch nicht das magnetische Wechselfeld, das für den effektiven Ablauf dieses Induktionsprozesses erforderlich ist.
Bei Wechselstromtransformatoren erzeugt der Wechselstrom in der Primärwicklung ein sich ständig änderndes Magnetfeld im Transformatorkern. Dieses sich ändernde Magnetfeld induziert durch elektromagnetische Induktion eine entsprechende Spannung in der Sekundärwicklung. Das Windungsverhältnis zwischen Primär- und Sekundärwicklung bestimmt, ob der Transformator die Spannung erhöht (erhöht) oder verringert (senkt). Dieser Prozess beruht auf der frequenzabhängigen Natur des Wechselstroms, um die für eine effiziente Spannungsumwandlung erforderlichen magnetischen Flussänderungen zu erzeugen und aufrechtzuerhalten.
Im Gegensatz dazu wechselt Gleichstrom nicht die Richtung; es fließt kontinuierlich in eine Richtung. Dadurch kann Gleichstrom nicht das erforderliche magnetische Wechselfeld im Transformatorkern induzieren, um Spannung in der Sekundärwicklung zu induzieren. Der Versuch, einen Transformator mit Gleichstrom zu verwenden, würde dazu führen, dass in der Sekundärwicklung kaum oder gar keine Spannung induziert wird, da kein Wechselfluss vorhanden ist, um die erforderliche elektromagnetische Induktion zu erzeugen. Daher sind Transformatoren zum direkten Erhöhen oder Erniedrigen der Gleichspannung unwirksam.
Während Transformatoren nicht für die direkte Spannungsumwandlung in Gleichstromkreisen verwendet werden können, gibt es alternative Methoden zur Erhöhung oder Verringerung der Gleichspannung, beispielsweise die Verwendung von DC-DC-Wandlern oder Chopper-Schaltungen. Diese Geräte verwenden Halbleiterschalter und Induktivitäten, um Gleichspannung effizient umzuwandeln, indem sie die Spannungspegel entsprechend den Anforderungen der Anwendung schalten und regeln. Transformatoren bleiben wesentliche Komponenten in der Wechselstromverteilung und in elektrischen Systemen, wo sie elektrische Energie auf verschiedenen Spannungsebenen effizient und zuverlässig übertragen und gleichzeitig die Integrität der Wechselstromwellenform bewahren.