- Transformatoren arbeiten nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion, um die Spannungspegel von Wechselstrom (AC) zu ändern. Im Kern besteht ein Transformator aus zwei Drahtspulen, den sogenannten Primär- und Sekundärwicklungen, die um einen gemeinsamen Magnetkern gewickelt sind. Wenn ein Wechselstrom durch die Primärwicklung fließt, erzeugt er im Kern ein sich änderndes Magnetfeld. Nach dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion induziert dieses sich ändernde Magnetfeld eine Spannung in der Sekundärwicklung. Die in der Sekundärwicklung induzierte Spannung hängt vom Verhältnis der Windungszahlen der Primär- und Sekundärwicklung ab.
- Einfach ausgedrückt funktioniert ein Transformator, indem er elektrische Energie zwischen zwei oder mehr Stromkreisen durch elektromagnetische Induktion überträgt. Es besteht aus einem Magnetkern aus ferromagnetischem Material und zwei oder mehr Spulen aus isoliertem Draht, sogenannten Wicklungen. Wenn ein Wechselstrom (AC) durch die Primärwicklung fließt, erzeugt er im Kern ein sich änderndes Magnetfeld. Dieses sich ändernde Magnetfeld induziert durch elektromagnetische Induktion eine Spannung in der Sekundärwicklung. Das Verhältnis der Windungszahlen der Primär- und Sekundärwicklung bestimmt das Verhältnis der Eingangsspannung zur Ausgangsspannung. Daher können Transformatoren je nach Anwendung das Spannungsniveau erhöhen (erhöhen) oder verringern (senken).
- Der Arbeitsprozess eines Transformators beinhaltet die Wechselwirkung von Magnetfeldern und elektrischen Strömen, um Energie zwischen zwei oder mehr Stromkreisen zu übertragen. Es basiert auf dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion, bei der ein sich änderndes Magnetfeld in einem nahegelegenen Leiter eine Spannung induziert. Ein Transformator besteht aus Primär- und Sekundärwicklungen, die um einen ferromagnetischen Kern gewickelt sind. Wenn ein Wechselstrom (AC) durch die Primärwicklung fließt, erzeugt er einen sich ändernden magnetischen Fluss im Kern. Dieser sich ändernde magnetische Fluss induziert gemäß dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion eine elektromotorische Kraft (EMK) oder Spannung in der Sekundärwicklung. Das Verhältnis der Windungszahlen in der Primär- und Sekundärwicklung bestimmt das Übersetzungsverhältnis, das bestimmt, um wie viel die Spannung in der Sekundärwicklung im Vergleich zur Primärwicklung erhöht oder erniedrigt wird.
- Transformatoren verändern die Spannung durch gegenseitige Induktion zwischen der Primär- und Sekundärwicklung. Wenn ein Wechselstrom (AC) durch die Primärwicklung fließt, erzeugt er im Transformatorkern ein Magnetfeld. Dieses Magnetfeld induziert aufgrund des sich ändernden Magnetflusses, der durch die Sekundärwicklung fließt, eine Wechselspannung in der Sekundärwicklung. Das Verhältnis der Windungszahl der Primärwicklung (N1) zur Windungszahl der Sekundärwicklung (N2) bestimmt das Spannungswandlungsverhältnis. Bei einem Aufwärtstransformator mit N2 > N1 ist die Sekundärspannung höher als die Primärspannung. Umgekehrt ist bei einem Abwärtstransformator, bei dem N2 < N1, die Sekundärspannung niedriger als die Primärspannung.
- Transformatoren funktionieren aufgrund der Natur der elektromagnetischen Induktion nicht mit Gleichstrom (DC) wie mit Wechselstrom (AC). Bei Wechselstromtransformatoren induziert das durch Wechselstrom in der Primärwicklung induzierte sich ändernde Magnetfeld durch elektromagnetische Induktion eine Spannung in der Sekundärwicklung. Diese induzierte Spannung ist direkt proportional zur Änderungsrate des magnetischen Flusses. Im Gegensatz dazu ändert Gleichstrom weder die Polarität noch erzeugt er einen sich ändernden magnetischen Fluss, der für die Induktion einer Spannung in der Sekundärwicklung eines Transformators unerlässlich ist. Daher eignen sich Transformatoren nicht für die Umwandlung oder Übertragung von Gleichspannungspegeln und werden hauptsächlich in Wechselstromanwendungen eingesetzt, wo sie Spannungen je nach Bedarf effizient erhöhen oder verringern können.