详解直流电与直流电路基本知识

分享直流电和分类、常见直流电源、直流电与直流电路、直流电源符号和直流电路、直流电路的应用等直流电路的基本知识，建立对直流电、直流电路的初步概念。

1、直流电和分类

直流电是指电流方向不随时间作周期性变化，由正极流向负极，但电流的大小可能会变化的电流。

直流电可以分为稳定（恒定）直流和脉动直流两种，如下图（a）、（b）所示。

稳定直流电是指方向固定不变并且大小也不变的直流电，稳定直流电的电流I的大小始终保持恒定，在下图中（a）用，稳定直流电的电流I为直线，始终为6mA；直流电的电流方向保持不变，始终是从电源正极流向负极，图中的直线始终在t轴上方，表示电流的方向始终不变。

用干电池供电的直流电，如手电筒，就属于稳定直流电。

脉动直流中电流大小不稳定；脉动直流电是指方向固定不变，但大小随时间变化的直流电。在下图（b）中，脉动直流电的电流I为波浪形，从图中可以看出，脉动直流电的电流I的大小随时间作波动变化（如在t1时刻电流为6mA，在t2时刻电流变为4mA），电流大小波动变化在图中用曲线表示；脉动直流电的方向始终不变（电流始终从电源正极流向负极），图中的曲线始终在t轴上方，表示电流的方向始终不变。

用整流器供电的直流电，如手机充电器，则属于脉动直流电。

2、常见直流电源

一般将可提供直流电的装置称为直流电源，其中一种是自身能发出电力的直流电源装置，例如干电池、蓄电池、直流发电机、光伏组件等。

另外一种是自身不能直接产生电力，而是将交流电源转换成直流电的直流电源装置，例如：手机充电器、冶炼用的整流柜、电子设备中的整流电源等。

直流电源有正、负两极，当直流电源为电路供电时，直流电源能够使电路两端之间保持恒定的电位差，从而在外电路中形成由电源正极到负极的电流，如图下图所示。

三、直流电源符号和直流电路

由直流电源作用的电路称为直流电路，它主要是由直流电源、负载、连接导线、控制装置组成构成的闭合电路，直流电源符号和直流电路参见下图。

四、直流电路的应用

直流电路在我们的日常生活和工作中可以经常看到：在生活中，我们所用的手电筒电路、电动单车电路、电动汽车电路、电视机的内部电子电路的等等，其电路都属于直流电路；在工作中，光伏发电系统、变电站的直流电源系统、应急照明电源系统等，其电路中都包含有直流电路。直流电路在输电系统中最重要的应用就是超高压直流、特高压直流输电系统。

下图为高层建筑常用的应急照明电源系统，正常情况下，疏散指示灯、标志灯用交流电供电，当交流电源停电的时候，转换成蓄电池直流电源供电。

一般情况下，无论是生活还是生产所见到的直流电路，除了部分是采用干电池、蓄电池等直流电源供电的直流电路；大部分情况下，各类用电设备、电子设备的电源都是取自电网，这些用电设备、电子设备的控制电路或控制系统则往往需要多种直流电压，而电网一般都是交流电，此时需采用专门的整流电源，即交流-直流变换器或整流电源，将来自电网交流转换成直流再为这些控制电路或控制系统供电，如：LED照明台灯、冶金直流传动系统、手机充电器、直流充电桩、收音机、电视机、电脑等等。

收音机、电视机、台式电脑等家用电器的交流-直流变换器或整流电源是安装在电器内部的；有的家用电器，如手机、笔记本电脑等设备，是采用充电器将交流220V变为所需的直流电压后再对蓄电池进行充电，再由蓄电池为电器内的电子电路、芯片提供直流电源；而监控用的摄像机等电子产品，是将直流电源作为外置式附件，制成一个独立的电路单元，称为电源适配器，电源适配器将220V交流电转变为直流电后为摄像机等电子产品提供所需要的直流电压。

电动汽车充电桩也是将交流电源转换成直流电，为电动汽车充电。

下图所示为直流充电桩系统框图，交流380V电压经充电机电源模块，变成直流200~750V，再给电动汽车充电。

审核编辑：汤梓红