直流電(Direct Current)

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直流電(Direct Current)
台中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

所謂直流電的意思是電流的方向保持固定,簡寫成DC或dc,它可以由電池、直流發電機或太陽能電池所產生的電能輸出裝置,如下圖所示。第一個圖是電池產生的,所以它的電流方向固定大小也固定;第二個圖是交流電經過一個半波整流器的輸出電流,因此雖然方向固定(也被稱為極性固定constant polarity),但大小卻仍可產生變化;第三個圖是由全波整流器產生的輸出電流。
直流電的種類 第一個商用直流電是由愛迪生(Thomas Edison)在十九世紀末所發明的,雖然直流電有可以直接應用於大部分電器的優點,但是無奈的是,它隨著距離衰減的速度太快,以至於需要在用戶附近建造很多發電所,因此被譏笑為”有錢人的玩藝”,而且在交流電問世後,就快速被取代。 直流電可以用變壓器變壓嗎?這個問題其實並不嚴謹,因此回答起來必須特別小心,因為像電池這種電流大小固定的電源,因為是穩定電流,所以沒有辦法產生隨時間改變的磁場,因此無法經由變壓器改變電壓,要改變電壓,只能藉由電池串聯的方式進行。
但是像半波電流或全波電流,因為電流大小並不固定,所以其實還是可以經由變壓器產生電壓的升降,例如電蚊拍與汽機車引擎的點火系統就是明顯的例子,單純的汽車蓄電池,是輸出12伏特的,但是憑藉著這麼低的電壓是無法點燃火星塞,進而引爆汽缸內的汽油蒸氣,因此必須事先升高電壓到大約兩萬伏特,因此如果沒有靠變壓器是無法達成的。
直流電因為電流方向固定,所以有三大效應:熱效應、磁效應與化學效應。其中熱效應指的是焦耳定律,電流通過電阻時,所產生的焦耳熱就是一種熱效應。磁效應指的是安培定律,載流導線產生的磁場會跟電流大小成正比,距離成反比。化學效應則是法拉第電解定律,詳細介紹請參照化學部份。

參考資料:
http://en.wikipedia.org/wiki/Direct_current

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