Ein Transformator ist ein elektrisches Gerät, das durch elektromagnetische Induktion elektrische Energie zwischen zwei oder mehr Stromkreisen überträgt. Es besteht aus zwei oder mehr Drahtspulen, sogenannten Wicklungen, die elektrisch isoliert, aber magnetisch durch einen gemeinsamen Magnetkern verbunden sind. Wenn ein Wechselstrom (AC) durch die Primärwicklung fließt, erzeugt er im Kern ein Magnetfeld, das wiederum eine Spannung in der Sekundärwicklung induziert.
Dieser Prozess ermöglicht die Umwandlung elektrischer Energie von einer Spannungsebene in eine andere ohne Änderung der Frequenz und ermöglicht so eine effiziente Übertragung und Verteilung elektrischer Energie auf verschiedenen Spannungsebenen.
Die Hauptfunktion eines Transformators besteht darin, den Spannungspegel der elektrischen Wechselstromenergie zu ändern und gleichzeitig die Frequenz der Eingangsleistung beizubehalten.
Durch die Erhöhung oder Reduzierung des Spannungsniveaus zwischen Primär- und Sekundärwicklung erleichtern Transformatoren die effiziente Übertragung, Verteilung und Nutzung elektrischer Energie in einer Vielzahl von Anwendungen, einschließlich Stromerzeugung, Verteilungsnetzen, Industrieprozessen und Unterhaltungselektronik.
Transformatoren arbeiten ausschließlich mit Wechselstrom (AC) und wandeln Wechselstrom nicht direkt in Gleichstrom (DC) oder umgekehrt um. Stattdessen übertragen sie elektrische Energie nur durch elektromagnetische Induktion zwischen Wechselstromkreisen.
Allerdings werden Transformatoren häufig in Verbindung mit Gleichrichtern oder Wechselrichtern verwendet, um Wechselstrom in Gleichstrom bzw. Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln, beispielsweise in Stromversorgungen, Motorantrieben und Spannungsregelungssystemen.
Transformatoren arbeiten mit Wechselstrom (AC) statt mit Gleichstrom (DC).
Dies liegt daran, dass das Prinzip der elektromagnetischen Induktion, auf das Transformatoren zur Übertragung elektrischer Energie zwischen Stromkreisen zurückgreifen, nur für zeitlich veränderliche Magnetfelder gilt, die durch Wechselströme erzeugt werden. Im Gegensatz dazu erzeugen Gleichströme statische Magnetfelder, die in benachbarten Leitern keine Spannung induzieren und daher für den Transformatorbetrieb ungeeignet sind.
Daher sind Transformatoren von Natur aus für den Einsatz in Wechselstromsystemen konzipiert, einschließlich Hochspannungsübertragungsnetzen und Niederspannungsverteilungssystemen.