Welche Rolle spielt der Eisenkern in einem Transformator?

Der Eisenkern in einem Transformator kanalisiert den magnetischen Fluss, der durch den um die Primärspule fließenden Strom erzeugt wird, um so viel wie möglich davon mit der daran angeschlossenen Sekundärspule zu verbinden. Transformatoren können so aufsteigen oder die Spannung von elektrischen Wechselströmen herabsetzen. Transformatoren ermöglichen die Übertragung von elektrischem Wechselstrom über große Entfernungen.

Seit ihrer Erfindung sind Transformatoren für die breite Verteilung und Nutzung elektrischer Energie unverzichtbar. Frühe Entwickler entdeckten, dass Kerne aus massivem Eisen zu erheblichen Stromverlusten führten, und passten das Design an, indem sie Kerne als Bündel aus isoliertem Eisendraht entwickelten. Dies wurde später weiter angepasst und effizientere Kerne wurden durch Stapeln von Schichten dünner Stahlbleche konstruiert. Jede Laminierung war von der angrenzenden durch eine dünne Schicht nichtleitender Isolierung isoliert. Je dünner die Laminierung, desto weniger Strom geht verloren. Kerne aus sehr dünnen Blechen sind jedoch teuer in der Herstellung und werden nur unter Hochfrequenzbedingungen verwendet.

In der Forschung haben sich Entwickler einen idealen Transformator vorgestellt, bei dem es keinen Energieverlust gibt. Der von der ersten Spule erzeugte Magnetfluss ist vollständig im Transformatorkern eingeschlossen, der eine ideale magnetische Permeabilität aufweist. Obwohl dies in der realen Welt nicht existiert, arbeiten Entwickler und Designer daran, wenn sie das Design moderner Transformatoren anpassen.