Das Prinzip eines Strukturtransformators basiert auf dem Gesetz der elektromagnetischen Induktion. Die Spannungs-, Strom- und Impedanztransformation wird durch eine spezielle Kombination aus Eisenkern und Wicklungen erreicht. Sein Kern ist die Energieübertragung zwischen Primär- und Sekundärspule mittels magnetischem Wechselfluss.
1. Grundlegendes Funktionsprinzip: Elektromagnetismus erzeugt Elektromagnetismus
Wenn an die Primärwicklung des Transformators eine Wechselspannung angelegt wird, wird im Eisenkern ein magnetischer Wechselfluss erzeugt. Dieses sich ändernde Magnetfeld durchdringt den geschlossenen Eisenkern und koppelt an die Sekundärwicklung. Gemäß dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion wird in der Sekundärwicklung eine elektromotorische Kraft induziert. Wird an der Sekundärseite eine Last angeschlossen, entsteht ein Strom, der die Übertragung elektrischer Energie realisiert.
2. Impedanztransformation und elektrische Isolierung
Zusätzlich zu seiner Transformationsfunktion besitzt ein Strukturtransformator auch:
Impedanztransformation: Durch die Anpassung des Windungsverhältnisses wird die Lastimpedanz zurück zur Primärseite „reflektiert“, wodurch eine Anpassung von Stromversorgung und Last erreicht und die Übertragungseffizienz verbessert wird. Beispielsweise werden Transformatoren in Röhrenverstärkern verwendet, um Lautsprecher mit niedriger-Impedanz anzutreiben.
Galvanische Trennung: Es besteht keine direkte elektrische Verbindung zwischen Primär- und Sekundärwicklung, sondern lediglich eine Magnetfeldkopplung, die die Sicherheit erhöht und häufig in medizinischen Geräten und industriellen Steuerungssystemen eingesetzt wird.
