Transformatoren werden in der Stromübertragung eingesetzt, um elektrische Energie effizient über große Entfernungen zu übertragen. Sie erhöhen die Spannung am Produktionsstandort auf ein hohes Niveau, typischerweise im Bereich von Hunderten von Kilovolt, wodurch der Strom reduziert und Energieverluste aufgrund des Widerstands in Übertragungsleitungen minimiert werden. Auf der Verteilungsseite reduzieren Transformatoren die Spannung auf sicherere, nutzbare Werte für Privathaushalte und Unternehmen. Diese Fähigkeit, Spannungsniveaus zu ändern, ist für die wirtschaftliche und sichere Übertragung von Strom unerlässlich.
Ein Transformator wird verwendet, um die Spannungspegel eines Wechselstroms (AC) in elektrischen Energiesystemen zu ändern. Dazu gehört die Erhöhung der Spannung für die Übertragung über große Entfernungen und die Reduzierung der Spannung für die Verteilung an Endverbraucher. Transformatoren sorgen auch für die Isolierung zwischen verschiedenen Abschnitten eines elektrischen Systems, sorgen so für Sicherheit und schützen Geräte vor elektrischen Fehlern. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Anpassung der Spannung an die spezifischen Anforderungen verschiedener elektrischer Geräte und Systeme.
Transformatoren werden für eine Vielzahl von Zwecken eingesetzt, sowohl in der Industrie als auch im Haushalt. Zusätzlich zur Spannungsumwandlung bei der Energieübertragung und -verteilung werden Transformatoren in elektrischen Geräten wie Netzteilen für elektronische Geräte, in Audiosystemen zur Anpassung der Impedanz und in verschiedenen Maschinen verwendet, um sicherzustellen, dass die richtige Spannung zugeführt wird. Transformatoren werden auch in erneuerbaren Energiesystemen wie Wind- und Solaranlagen eingesetzt, um den erzeugten Strom in die entsprechende Spannung für das Netz umzuwandeln.
Ein Stromwandler dient der sicheren Strommessung in einem Hochspannungs- oder Hochstromkreis. Es reduziert den hohen Strom in der Primärwicklung auf einen proportional niedrigeren Strom in der Sekundärwicklung, der mit Standardinstrumenten leicht gemessen werden kann. Stromwandler werden häufig in Mess- und Schutzsystemen von Stromverteilungsnetzen eingesetzt. Sie ermöglichen eine präzise Überwachung des Stromflusses und gewährleisten den sicheren Betrieb elektrischer Systeme, indem sie bei anormalen Bedingungen Schutzvorrichtungen auslösen.
Der Transformator wird nicht für Gleichstrom (DC) verwendet, da er auf elektromagnetischer Induktion beruht, die ein sich änderndes Magnetfeld erfordert, um eine Spannung zu induzieren. Bei Wechselstrom ändert der Strom periodisch seine Richtung und erzeugt so ein variierendes Magnetfeld, das den Betrieb des Transformators ermöglicht. Im Gegensatz dazu sorgt Gleichstrom für ein konstantes Magnetfeld, das nicht die erforderliche Spannung in der Sekundärwicklung des Transformators induziert. Daher können Transformatoren nicht mit Gleichstrom betrieben werden und sind grundsätzlich Wechselstromgeräte.
