
Bislang haben wir Elektromagnete untersucht, die von Gleichstrom gespeist werden. Ein völlig anderes Bild des Elektromagneten ergibt sich, sobald er mit Wechselstrom gespeist wird. Dazu müssen wir ein wenig ausholen. Der Physiker Ørsted entdeckte 1819 eher durch Zufall, daß eine Magnetnadel durch die Wirkung eines galvanischen Elementes aus ihrer Ruhelage ausgelenkt werden kann. Arago hörte von diesen Versuchen, erstattete bei der Akademie der Wissenschaften in Paris Bericht und Ampère zog seine Schlüsse. Es dauerte nicht lange, bis Ampère das erste Solenoid (einen Elektromagneten ohne Eisenkern) präsentieren konnte.
Michael Faraday (22.09.1791-25.08.1867) fand 1824 heraus, daß eine Spule mit Eisenkern Energie zu speichern vermag und zwar in Form eines Magnetfeldes. Faraday begann systematisch zu experimentieren.
Die Erkenntnis aus diesen Beobachtungen war:
Ein wechselnder Strom in einem Leiter erzeugt ein wechselndes Magnetfeld
Ein wechselndes Magnetfeld induziert einen wechselnden Strom in einem Leiter.
Beide Effekte werden im Transformator kombiniert. Der Wechselstrom, der in die Primärwicklung eingespeist wird, erzeugt ein wechselndes Magnetfeld. Dieses wiederum induziert in der Sekundärwicklung eine elektrische Wechselspannung.
Der Weg für den Bau elektrodynamischer Maschinen war damit frei. Die ersten Elektromotoren und Generatoren waren bald erfunden, doch dauerte es bis ca. 1880, bis der Transformator von den Herren Gibbs und Gaulard erfunden wurde. Sie wollten diese Einrichtung patentieren lassen, doch die Eingabe wurde 1882 mit der Begründung abgelehnt, daß der Transformator "Etwas aus Nichts erzeugt" - mithin ein Perpetuum Mobile sei. Der Patentprüfer bewies in dieser Sache zwar Aufmerksamkeit, aber wenig Sachverstand. Den Siegeszug der Wechselstromtechnik, der durch den Transformator ermöglicht wurde, konnte er freilich nicht aufhalten.
Ein Transformator mit zwei Wicklungen mit den Windungszahlen n1 und n2. Die Spannungen U1 und U2 verhalten sich wie n1 zu n2, unabhängig davon, welche der beiden Spulen als Primär- und welche als Sekundärwicklung verwendet wird. Die fließenden Ströme verhalten sich hingegen umkehrt.
n1 : n2 = U1 : U2 = I2 : I1