直流电(DC,direct current)是电荷的单向流动或者移动,通常是电子。电流密度随着时间而变化,但是通常移动的方向在所有时间里都是一样的。作为一个形容词,DC可用于参考电压(它的极性永远不会改变)。
在直流电路中,电子从阴极、负极、负磁极形成,并向阳极、正极、正磁极移动。不过,物理学家定义直流电为从正极到负极的运动。
直流电是由电气化学和光电单元和电池产生的。相反,在大多数国家,从设备中流出的电流是交流(AC)的。交流电可以被转换为直流电,通过由转换器、整流器(阻止电流反方向流动),以及过滤器(消除整流器流出的电流中的跳动)组成的电源。
实际上所有的电子和计算机硬件都需要直流电来工作。大多数的固态设备都需要从1.5到13.5伏特范围的电压。对电流的需求范围从电子手表中接近于0到无线通信能源放大器需要的超过100安培。使用真空管的设备,例如高能无线广播或者电视广播传输器或者阴极射线管(CRT)显示,都需要大约150伏特到几千伏特的直流电。
1、输送相同功率时,直流输电所用线材仅为交流输电的2/3~1/2。
直流输电采用两线制,以大地或海水作回线,与采用三线制三相交流输电相比,在输电线截面积相同和电流密度相同的条件下,即使不考虑趋肤效应,也可以输送相同的电功率,而输电线和绝缘材料可节约1/3。
如果考虑到趋肤效应和各种损耗(绝缘材料的介质损耗、磁感应的涡流损耗、架空线的电晕损耗等),输送同样功率交流电所用导线截面积大于或等于直流输电所用导线的截面积的1.33倍。因此,直流输电所用的线材几乎只有交流输电的一半。同时,直流输电杆塔结构也比同容量的三相交流输电简单,线路走廊占地面积也少。
2、在电缆输电线路中,直流输电没有电容电流产生,而交流输电线路存在电容电流,引起损耗。
在一些特殊场合,必须用电缆输电。例如高压输电线经过大城市时,采用地下电缆;输电线经过海峡时,要用海底电缆。由于电缆芯线与大地之间构成同轴电容器,在交流高压输电线路中,空载电容电流极为可观。一条200kV的电缆,每千米的电容约为0.2μF,每千米需供给充电功率约3×103kw,在每千米输电线路上,每年就要耗电2.6×107kw/h。而在直流输电中,由于电压波动很小,基本上没有电容电流加在电缆上。