I trasformatori sono dispositivi elettrici che si basano sui principi dell'induzione elettromagnetica per trasferire energia tra due o più bobine. Il funzionamento fondamentale di un trasformatore comporta corrente alternata (AC). Ci sono alcuni motivi per cui i trasformatori non funzionano bene, o per niente, con la corrente continua (DC):
Principio di induzione elettromagnetica: I trasformatori funzionano secondo il principio dell'induzione elettromagnetica, in cui un campo magnetico mutevole induce una tensione in una bobina vicina. In AC, la corrente alterna la direzione, causando un cambiamento del campo magnetico. Tuttavia, in DC, la corrente scorre in una direzione continuamente, risultando in un campo magnetico costante. Senza un campo magnetico mutevole, non c' è induzione di tensione nella bobina secondaria e il trasformatore non funziona come previsto.
Saturazione magnetica: i trasformatori sono progettati per funzionare con diversi campi magnetici. Nel caso di DC, il campo magnetico può saturare il nucleo del trasformatore. Quando il nucleo si satura, perde la sua capacità di indurre la tensione in modo efficace e l'efficienza del trasformatore diminuisce in modo significativo.
Correnti parassite e perdite di isteresi: i trasformatori subiscono perdite dovute a correnti parassite e isteresi nel materiale di base. Queste perdite sono più pronunciate in DC che in AC. Le correnti parassite sono correnti circolanti indotte nel nucleo e l'isteresi coinvolge l'energia persa poiché la magnetizzazione del nucleo cambia costantemente direzione. Queste perdite rendono le operazioni DC meno efficienti e possono portare al surriscaldamento.
Sfide di progettazione del trasformatore DC: la progettazione di un trasformatore specifico per il funzionamento CC richiede considerazioni specializzate, come l'uso di una polarizzazione magnetica per prevenire la saturazione. I trasformatori DC tendono ad essere più complessi e meno pratici delle loro controparti AC.
Sebbene i trasformatori non siano adatti alla corrente continua, esistono dispositivi chiamati convertitori o inverter che possono convertire DC in AC e viceversa. Questi dispositivi consentono trasformatori in sistemi che coinvolgono sorgenti di corrente continua. Inoltre, i moderni sistemi di alimentazione utilizzano principalmente AC per la trasmissione di potenza a lunga distanza a causa della facilità di trasformazione della tensione utilizzando i trasformatori e della ridotta perdita durante la trasmissione.