Warum wird der Transformator mit Wechselstrom betrieben und nicht mit Gleichstrom?

Der Transformator wird mit Wechselstrom betrieben da dieser ein elektromagnetisches Feld erzeugt das für die Funktionsweise des Transformators essentiell ist. Bei der Verwendung von Gleichstrom hingegen entsteht kein Magnetfeld, mittels welchem die Energieübertragung nicht möglich ist.

Ein Transformator besteht aus zwei Spulen die eng miteinander gekoppelt sind. Eine primäre Spule (auch Eingangsspule genannt) und eine sekundäre Spule (auch Ausgangsspule genannt). Beide Spulen sind auf einem gemeinsamen Eisenkern gewickelt.

Wenn Wechselstrom durch die primäre Spule fließt, erzeugt er ein sich ständig änderndes Magnetfeld um den Eisenkern. Dieses Magnetfeld durchdringt ebenfalls die sekundäre Spule ´ was dazu führt ` dass in ihr eine Spannung induziert wird. Durch diese Induktion wird elektrische Energie von der primären zur sekundären Spule übertragen, ohne dass die beiden Spulen direkt miteinander verbunden sind.

Gleichstrom hingegen erzeugt kein sich änderndes Magnetfeld. Da die Spulen in der Regel mit Plastik isoliert sind kann das Magnetfeld des Gleichstroms die sekundäre Spule nicht durchdringen und dadurch keine Spannung in ihr induzieren. Daher ist die Energieübertragung von einer Spule zur anderen mit Gleichstrom nicht möglich.

Darüber hinaus spielt auch die Effizienz eine wichtige Rolle. Durch die Verwendung von Wechselstrom kann die Energieübertragung in einem Transformator mit einer höheren Effizienz erfolgen. Wechselstrom ermöglicht eine geringere Verlustleistung im Transformator, da sich durch die periodische Änderung der Stromrichtung der magnetische Fluss im Eisenkern kontinuierlich aufbauen und abbauen kann. Bei Gleichstrom hingegen würde der magnetische Fluss dauerhaft sein was zu einem erhöhten Energieverlust führen würde.

Insgesamt kann man also sagen: Dass der Transformator mit Wechselstrom betrieben wird da dieser ein sich änderndes Magnetfeld erzeugt und somit die Energieübertragung zwischen den Spulen ermöglicht. Gleichstrom hingegen erzeugt kein Magnetfeld und kann deshalb nicht zur Energieübertragung genutzt werden.