Wenn ein Transformator an eine Gleichstromversorgung angeschlossen ist, funktioniert er nicht wie vorgesehen. Transformatoren sind für den Betrieb mit Wechselstrom (AC) ausgelegt, da sie auf den durch Wechselstrom induzierten magnetischen Wechselfeldern beruhen, um Energie zwischen der Primär- und Sekundärwicklung zu übertragen. Wenn Gleichspannung an den Transformator angelegt wird, erzeugt dieser im Kern ein stetiges Magnetfeld ohne die für die Induktion erforderliche Wechselwirkung. Dadurch gibt es kein schwankendes Magnetfeld, das in der Sekundärwicklung eine Spannung induziert, wodurch der Transformator im Wesentlichen als Induktivität fungiert. Dies bedeutet, dass in der Sekundärwicklung keine Spannung induziert wird und der Transformator daher die Spannung nicht wie bei Wechselstrom hoch- oder runtertransformieren kann.
Der direkte Anschluss der Primärwicklung eines Transformators an eine Gleichstromquelle führt zu einem erheblichen Problem, das als Gleichstrommagnetisierung bezeichnet wird. Die Gleichstrommagnetisierung führt dazu, dass der Transformatorkern in einer Richtung magnetisch gesättigt wird, was zu hohen Kernverlusten, übermäßiger Erwärmung und möglichen Schäden an den Transformatorwicklungen und der Isolierung führt. Die Primärwicklung zieht zu viel Strom, der die Nennstromkapazität der Wicklung überschreiten und zu einer Überhitzung oder sogar einem Ausfall des Transformators führen kann.
Generell sind Transformatoren nicht für den direkten Anschluss an Gleichspannungsquellen ausgelegt. Die Konstruktion und der Betrieb von Transformatoren basieren auf den durch die Wechselspannung induzierten magnetischen Wechselfeldern, um Energie effizient zwischen den Wicklungen zu übertragen. Der Versuch, Gleichstrom an einen Transformator anzuschließen, kann aufgrund von Gleichstrommagnetisierungseffekten und übermäßiger Stromaufnahme zu Fehlfunktionen, Überhitzung und möglicherweise irreversiblen Schäden am Transformator führen.
Transformatoren können nicht mit Gleichstrom betrieben werden, da sie auf den Prinzipien der elektromagnetischen Induktion beruhen, die einen sich ändernden magnetischen Fluss erfordern. Im Wechselstrombetrieb erzeugt der Wechselstrom in der Primärwicklung ein schwankendes Magnetfeld im Transformatorkern. Dieser sich ändernde magnetische Fluss induziert durch gegenseitige Induktion eine Spannung in der Sekundärwicklung. Bei einer Gleichstromversorgung gibt es jedoch keinen Wechselstrom, der einen sich ändernden magnetischen Fluss erzeugen könnte. Dadurch wird in der Sekundärwicklung keine Spannung induziert und der Transformator kann seine vorgesehene Funktion der Spannungserhöhung oder -senkung nicht erfüllen.
In einer Gleichstromversorgung werden Transformatoren typischerweise in Verbindung mit anderen Komponenten wie Gleichrichtern und Kondensatoren in einer Schaltung verwendet, die als Schaltnetzteil oder DC/DC-Wandler bezeichnet wird. In diesen Anwendungen werden Transformatoren verwendet, um Spannungsniveaus nach der Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom durch Gleichrichtung zu isolieren oder herauf-/herunterzuwandeln. Die Hauptaufgabe des Transformators in einer Gleichstromversorgung besteht in der Regel darin, für Isolierung, Spannungstransformation oder Impedanzanpassung zu sorgen, abhängig von den spezifischen Anforderungen des Netzteildesigns.