直流電direct current),是指電荷流動方向唯一的電流。最典型的電子元件例如直流電源。直流電一般可以通過導體例如導線,但是也可以通過半導體、絕緣體,甚至可以以電子或離子束的形式穿過真空。區別於交流電alternating current),直流電的電流方向是不變的。以前的術語稱作galvanic current[1]

不同波形的直流電,由上到下:電池、半波整流器和全波整流器。橫軸是時間,縱軸是角速度

縮寫ACDC也經常被用來表示簡單的「交」和「直」,因為其既可表示電流也可用來表示電壓[2][3]

第一個商業化的電力傳輸是由托馬斯·愛迪生在十九世紀後期開發的110伏特直流電。然而由於在傳輸和電壓轉換的差異,目前幾乎所有的電力分配都為交流電。在20世紀50年代中期,曾經發展過超高壓直流電系統,現在該技術是在遠程及水下電力傳輸上,除了高壓交流電以外的另一種選項然而並不常見。但是特種應用要求上,如一些使用第三軌供電架空電車線鐵路電力系統還是用直流電,交流電被分配到一個變電站利用一個整流器轉換為直流電。

而末端應用上卻是直流電的天下,尤其是在科技發達的地區(如加州硅谷等),目前幾乎所有充電器都使用直流電對電池進行充電,且在幾乎所有電子科技系統中作為電源。直流電還用於生產以及其它的化學物質過程中。更多關於直流電的應用包括鐵路推進,尤其是在城市地區的捷運,順著捷運路線建立了直接輸出高壓直流電的電網。

1880年的愛迪生直流發電機,後連接了一個3.2公里長的輸電線

應用

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直流電壓源或使用直流電的裝置會印有此符號

直流裝置通常有不同類型的插座、開關、和固定裝置,這主要是由於所使用的低電壓來自於那些適合使用的交變電流。通常對於使用直接電流的設備來說不能反接,這點很重要,除非該器件有二極管橋來糾正(使用電池供電的大多數設備則不需要——電池插槽本身即可防止裝反)。

直流Unicode符號為:U 2393(⎓)。

直流電在許多特低電壓與低電壓器件中很常見,尤其是這些設備由只能產生直流電的電池供電。使用太陽能發電系統也可以,因爲太陽能電池只能產生直流電。大多數汽車零配件使用直流電,雖然這些電是由交流電裝置透過整流裝置輸出直流電的。大多數電子電路需要使用直流電源供電。使用燃料電池的器件(混合氫氣與氧氣及催化劑來產生電能以及作爲副產物的水)同樣只能使用直流電。

絕大多數汽車零配件使用12V直流電,少數使用6V或24V電源系統。

輕型飛機電氣系統通常使用12V或28V。

通過使用DC-DC轉換器,諸如48V至72V的高直流電壓可以降壓成36V、24V、18V、12V或5V的電壓,用以提供不同的負載。電信系統工作在48V的直流電當中,對於使用DC-DC轉換器壓到12V至24V的電壓來說更有效率,而且供電設備可以在自己的工作電壓負載中就直接利用逆變器去把48V直流電轉換成120V交流電提供電力給其他設備。

許多連接電話的雙絞線電線會使用偏置T型接頭,把使用交流電壓的一對綫(語音信號)與使用直流電的另一對綫(爲電話供電)分隔開。

DSLAM這樣的電話交換通信設備使用標準的-48V直流電源。負極是由發電機與電池組的正極接地而實現的。這樣做是為了防止電解沉積。

電路

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如果將電容器或電感添加到直流電路中, 則嚴格地說, 由此產生的電路不是直流電路。但是, 大多數此類電路都有直流解決方案。該解決方案給出了電路處於直流穩態時的電路電壓和電流。這樣的電路由一個微分方程系統表示。這些方程的解通常包括時變或瞬態部分以及常數或穩態部分。正是這種穩態部分才是直流解決方案。

參看

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參考文獻

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  1. ^ Andrew J. Robinson, Lynn Snyder-Mackler. Clinical Electrophysiology: Electrotherapy and Electrophysiologic Testing 3rd. Lippincott Williams & Wilkins. 2007: 10 [2021-03-21]. ISBN 978-0-7817-4484-3. (原始內容存檔於2021-04-11). 
  2. ^ N. N. Bhargava and D. C. Kulshrishtha. Basic Electronics & Linear Circuits. Tata McGraw-Hill Education. 1984: 90 [2021-03-21]. ISBN 978-0-07-451965-3. (原始內容存檔於2021-04-11). 
  3. ^ National Electric Light Association. Electrical meterman's handbook. Trow Press. 1915: 81 [2021-03-21]. (原始內容存檔於2021-04-11).