Ein Wechselstromtransformator ist ein elektrisches Gerät, das zur Übertragung elektrischer Wechselstromenergie (AC) von einem Stromkreis in einen anderen durch elektromagnetische Induktion verwendet wird. Es besteht aus zwei oder mehr Drahtspulen, 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, das in der Sekundärwicklung eine Wechselspannung induziert.
Wechselstromtransformatoren werden häufig in der Energieverteilung, Spannungsregelung, Impedanzanpassung und Isolierung eingesetzt.
Wechselstromtransformatoren werden für verschiedene Zwecke in elektrischen Systemen und Geräten verwendet, darunter zum Erhöhen oder Unterbrechen von Spannungspegeln, zum Isolieren von Stromkreisen, zum Impedanzabgleich zwischen verschiedenen Komponenten und zum Umwandeln elektrischer Energie von einer Form in eine andere.
Sie spielen eine wesentliche Rolle in Stromerzeugungs-, Übertragungs- und Verteilungsnetzen sowie in Industriemaschinen, Unterhaltungselektronik, Telekommunikationssystemen und anderen Anwendungen, bei denen eine effiziente und zuverlässige Wechselstromumwandlung erforderlich ist.
Der Hauptunterschied zwischen Wechselstrom- und Gleichstromtransformatoren besteht in der Art des elektrischen Stroms, für den sie ausgelegt sind.
Wechselstromtransformatoren sind speziell für den Betrieb mit Wechselstrom (AC) ausgelegt, der periodisch die Richtung umkehrt und die Amplitude im Laufe der Zeit ändert. Im Gegensatz dazu sind Gleichstromtransformatoren, auch Gleichrichter oder DC-DC-Wandler genannt, für den Betrieb mit Gleichstrom (DC) ausgelegt, der in einer Richtung mit konstanter Größe fließt.
Während Wechselstromtransformatoren in der Lage sind, elektrische Energie durch Stromkreise mit wechselnden Spannungs- und Strompegeln zu übertragen, werden Gleichstromtransformatoren verwendet, um Gleichstrom von einer Spannungsebene in eine andere umzuwandeln oder die Gleichspannungsebenen zu regeln.
Im Kontext von Transformatoren bedeutet Wechselstrom Wechselstrom, was sich auf den Fluss elektrischer Ladung bezieht, der in einem Stromkreis periodisch die Richtung umkehrt.
Wechselstrom zeichnet sich durch seine sinusförmige Wellenform aus, die sich im Laufe der Zeit in Amplitude und Richtung ändert. Wechselstromtransformatoren arbeiten nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion, wobei ein sich änderndes Magnetfeld im Transformatorkern eine Spannung in der Sekundärwicklung induziert, die proportional zur Änderungsrate des Magnetflusses ist.
Dieses Phänomen ermöglicht eine effiziente und zuverlässige Übertragung elektrischer Energie zwischen Stromkreisen mit unterschiedlichen Spannungs- und Stromstärken.
Das Prinzip eines Wechselstromtransformators basiert auf dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion, das besagt, dass ein sich änderndes Magnetfeld in einem Leiter eine elektromotorische Kraft (EMF) oder Spannung im Leiter induziert.
Bei einem Wechselstromtransformator erzeugt der durch die Primärwicklung fließende Wechselstrom ein sich änderndes Magnetfeld im Transformatorkern, das in der Sekundärwicklung eine Wechselspannung induziert. Diese induzierte Spannung ist proportional zum Verhältnis der Windungszahlen in der Primär- und Sekundärwicklung und ermöglicht so je nach Transformatorkonfiguration eine Spannungstransformation nach unten oder nach unten.