Transformatoren finden aufgrund ihrer Fähigkeit, elektrische Energie effizient zwischen Stromkreisen auf unterschiedlichen Spannungsebenen zu übertragen, zahlreiche Anwendungen in verschiedenen Branchen und elektrischen Systemen. Eine häufige Anwendung von Transformatoren ist die Verteilung und Übertragung elektrischer Energie. Transformatoren erhöhen die in Kraftwerken erzeugte Spannung auf ein hohes Niveau, um eine effiziente Übertragung über große Entfernungen über Stromleitungen zu ermöglichen. Auf der Empfangsseite reduzieren andere Transformatoren die Spannung auf niedrigere Werte, die für die Verteilung an Haushalte, Unternehmen und Industrien geeignet sind. Diese Aufwärts- und Abwärtstransformatorfähigkeit gewährleistet eine effiziente Leistungsübertragung und minimiert gleichzeitig Energieverluste über die Übertragungsleitungen.
Transformatoren dienen vor allem der Spannungsumwandlung in elektrischen Anlagen. Sie sind entscheidende Komponenten in der Stromversorgung elektronischer Geräte, wo sie Hochspannungs-Wechselspannung aus dem Netz auf niedrigere Wechselspannungen umwandeln, die für die Stromversorgung empfindlicher elektronischer Schaltkreise geeignet sind. Diese Spannungsumwandlung stellt sicher, dass elektronische Geräte stabile und angemessene Strompegel erhalten, wodurch Schäden vermieden und ein zuverlässiger Betrieb gewährleistet werden. Transformatoren werden auch in elektrischen Geräten wie Motoren, Generatoren und Beleuchtungssystemen verwendet, bei denen die Spannungspegel entsprechend den spezifischen Betriebsanforderungen angepasst werden müssen.
Stromwandler (CTs) sind spezielle Transformatoren, die zur genauen Messung des in Stromkreisen fließenden elektrischen Stroms entwickelt wurden. Ihre Hauptanwendung liegt in Mess- und Schutzsystemen in elektrischen Verteilungsnetzen und industriellen Energiesystemen. Stromwandler reduzieren die durch Stromleitungen fließenden hohen Ströme auf ein Niveau, das von Instrumenten oder Schutzrelais sicher gemessen werden kann, ohne dass eine direkte Verbindung zum Hochstromkreis erforderlich ist. Diese indirekte Messfunktion hilft bei der Überwachung und Verwaltung elektrischer Lasten, bei der Fehlerdiagnose und beim Schutz von Geräten vor Überstromzuständen.
Ein Eins-zu-Eins-Transformator, auch Trenntransformator genannt, verfügt über Primär- und Sekundärwicklungen mit einem Windungsverhältnis von 1:1. Seine Hauptanwendung besteht darin, eine elektrische Isolierung zwischen Stromkreisen bereitzustellen und gleichzeitig den gleichen Spannungspegel aufrechtzuerhalten. Trenntransformatoren werden in empfindlichen elektronischen Geräten und medizinischen Geräten eingesetzt, um vor Erdschleifen zu schützen, elektromagnetische Störungen (EMI) zu reduzieren und einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, indem sie die Geräte vom Stromnetz isolieren. Sie werden auch in Kommunikationssystemen und Rechenzentren eingesetzt, wo Signalintegrität und Geräteschutz von entscheidender Bedeutung sind.
Transformatorwicklungen spielen eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung des Spannungswandlungsverhältnisses und der Leistungseigenschaften von Transformatoren. Zu den Anwendungen von Transformatorwicklungen gehört die Entwicklung von Transformatoren für bestimmte Spannungsumwandlungen in Energiesystemen, die eine effiziente Stromübertragung und -verteilung gewährleisten. Verschiedene Wicklungskonfigurationen wie Aufwärts-, Abwärts- und Spartransformatoren erfüllen die unterschiedlichen Anforderungen an die Spannungsumwandlung in allen Branchen. Transformatorwicklungen beeinflussen auch die Impedanz, den Wirkungsgrad und die Spannungsregelung von Transformatoren und sind daher wesentliche Überlegungen bei der Entwicklung von Transformatoren für bestimmte Anwendungen in der Elektrotechnik und in der Industrie.