什麼是直流電？——定義、歷史、測量和應用

在電氣和電子工程中，術語電流(或電流)用於表示電荷(電子或空穴)沿特定方向的流動。因此，電流被簡單地定義為電子的定向流動(在金屬中)，以及電子和空穴的定向流動(在半導體中)。在實際應用中，電流只能流過金屬和半導體，而絕緣體則阻止電流流過它們。根據流動方向的不同，電流大致分為兩種型別，即直流電(DC)和交流電(AC)。

在本文中，我們將討論直流電(DC)的定義、符號、公式、歷史、測量和應用。讓我們從直流電的定義開始。

什麼是直流電？

直流電，縮寫為DC，定義為電荷(主要是電子)透過導體的單向流動。因此，只沿一個方向透過導體的電流型別稱為DC或直流電。有時，我們使用術語直流電流來指代直流電。直流電可以流過所有導電材料，例如金屬線或半導體。

直流電透過材料的流動是由直流電壓引起的。直流電壓是由直流電源產生的，例如電池、蓄電池、直流發電機等。當直流電壓加在導體的兩端時，它迫使自由電子沿特定方向透過導體流動，構成導體中的直流電。電子的流動方向是從電源的負極到正極，而直流電的方向與電子的方向相反，即從電源正極到負極。

直流電的實際含義

在電氣和電子工程中，術語“直流”用於表示電流或電壓只有一種電極性。例如，電池總是具有固定的正極和負極，並且它們不會隨時間變化。因此，電池是直流電源(直流電壓和電流)的示例。

直流電的型別

我們知道，直流電的電極性始終保持不變，但直流電的大小可能會發生變化。因此，根據直流電大小的變化，可以將其分為以下兩種型別：

恆定直流電(恆定DC)——大小始終保持不變的直流電型別稱為恆定直流電。恆定直流電也稱為時不變電流。恆定直流電通常用符號“I”表示。恆定直流電的示例是來自電池、蓄電池或直流發電機的電流。
可變直流電(可變DC)——大小隨時間變化的直流電稱為可變直流電。它也稱為時變電流，因為其大小隨時間變化。我們使用符號“i”來表示可變直流電。可變直流電的示例是整流器的原始輸出或電話線上的波動語音訊號。

直流電的歷史

以下幾點概述了直流電產生的歷史：

直流電的發現歸功於義大利物理學家亞歷山德羅·伏特，他於1800年發明了伏打電堆(第一個電池)。
法國物理學家安德烈-瑪麗·安培闡述了直流電的流動方式，他假設直流電從正極流向負極。
1882年，美國發明家托馬斯·愛迪生推出了白熾燈泡，用於在住宅和辦公室中使用低壓直流電進行室內照明。
20世紀50年代，開發了高壓直流輸電系統，現在用於長距離高壓電力傳輸。

直流電路

由直流電(DC)流過的電路稱為直流電路。直流電路通常是恆壓源、恆流源和電阻的組合。

在直流電路中，電流值與時間無關。此外，直流電不依賴於電路的過去歷史。因此，表示直流電路的數學方程不包含關於時間的積分或導數。在電子學中，直流電路是由電池等直流電源供電的電路。

如何測量直流電？

可以使用直流電流表或萬用表來測量電路中的直流電。

使用電流表測量直流電——直流電流表與需要測量電流的電路串聯連線。電流表刻度上的指標偏轉或數字顯示屏顯示流過電路的直流電值。
使用萬用表測量直流電——將萬用表的正(紅色)和負(黑色)探針連線到電路中(如圖3所示)。然後將萬用表旋鈕設定為直流電流測量。直流電流的讀數顯示在萬用表的數字螢幕上。