تيار مستمر

تعريفات مختلفة

كذلك، بعض أشكال التيار المستمر (مثل تلك التي ينتجها منظم الجهد) لا تحتوي على وجه التقريب على أي اختلافات في الجهد، ولكنها قد لا تزال تحتوي على اختلافات في طاقة الخرج والتيار.

في هذا الإطار، يستعمل المصطلح DC للإشارة إلى أنظمة الطاقة التي تستعمل قطبية واحدة فقط للجهد أو التيار، وللإشارة إلى القيمة المتوسطة المحلية الثابتة أو ذات التردد الصفري أو المتغيرة ببطء للجهد أو التيار. مثلًا، الجهد عبر مصدر جهد تيار مستمر ثابت كما هو الحال من خلال مصدر تيار مستمر. حل التيار المستمر للدارة الكهربائية هو الحل حيث تكون جميع الفولتية والتيارات ثابتة. يمكن إثبات أن أي جهد ثابت أو شكل موجة تيار يمكن أن يتحلل إلى مجموع مكون من مكونات التيار المستمر ومكون متغير الوقت بمتوسط صفري؛ يتم تعريف مكون التيار المستمر على أنه القيمة المتوقعة، أو متوسط قيمة الجهد أو التيار طوال الوقت.

في هذا الإطار، على الرغم من أن DC تعني «تيار مباشر»، إلا أن DC يشير غالبًا إلى «قطبية ثابتة». بموجب هذا التعريف، يمكن أن تختلف الفولتية DC في الوقت المناسب، كما يظهر في الإخراج الأولي لمعدل أو الإشارة الصوتية المتقلبة على خط الهاتف.

الاتصالات

من جهة ثانية، تتصل الكثير من الهواتف بزوج من الأسلاك الملتوية، وتستعمل حرف الإنطلاق المتحيز لفصل مكون التيار المتناوب للجهد الكهربي بين السلكين (الإشارة الصوتية) عن مكون التيار المستمر للجهد بين السلكين (المستعمل لتشغيل الهاتف).

في هذا الإطار، تستعمل معدات الاتصالات الخاصة بالتبادل الهاتفي مصدر طاقة قياسي 48 فولت تيار مستمر. يتم تحقيق القطبية السالبة عن طريق تأريض الطرف الموجب لنظام إمداد الطاقة وبنك البطارية. يتم ذلك لمنع ترسبات التحليل الكهربائي. تشتمل تركيبات الهاتف على نظام بطارية لضمان الحفاظ على الطاقة لخطوط المشتركين أثناء انقطاع التيار الكهربائي.

من جهة ثانية، قد يتم تشغيل الأجهزة الأخرى من نظام الاتصالات السلكية واللاسلكية باستخدام محول DC-DC لتوفير أي جهد مناسب.

نقل الطاقة عالي الجهد

وفي هذا الصدد، تستعمل أنظمة نقل الطاقة الكهربائية ذات الجهد العالي المباشر (HVDC) التيار المستمر لنقل كميات كبيرة من الطاقة الكهربائية، على عكس أنظمة التيار المتناوب الأكثر شيوعًا. بالنسبة للنقل لمسافات طويلة، قد تكون أنظمة HVDC أقل تكلفة وتعاني من خسائر كهربائية أقل.

أخرى

• انظر كذلك
• التيار المتناوب
• تيار مداوم
• جهاز مراقبة العزل
• محول مقوم
• انحياز التيار المستمر
• تيار كهربائي
• نقل طاقة تيار الجهد العالي المستمر
• لوح ضوئي جهدي

إضافةً إلى ذلك، التطبيقات التي تستعمل خلايا الوقود (خلط الهيدروجين والأكسجين مع محفز لإنتاج الكهرباء والماء كمنتجات ثانوية) تنتج كذلك التيار المستمر فقط.

ومن ناحية أخرى، عادةً ما تكون الأنظمة الكهربائية للطائرات الخفيفة 12 فولت أو 24 فولت تيار مستمر على غرار السيارات.

الدوائر

من جانب آخر، في الإلكترونيات، من الشائع الإشارة إلى دائرة يتم تشغيلها بواسطة مصدر جهد تيار مستمر مثل البطارية أو خرج مصدر طاقة تيار مستمر كدائرة تيار مستمر على الرغم من أن المقصود هو أن الدائرة تعمل بالتيار المستمر.

علاوةً على ذلك، إذا تمت إضافة مكثف أو محث إلى دائرة تيار مستمر، فإن الدائرة الناتجة ليست، بالمعنى الدقيق للكلمة، دائرة تيار مستمر. ومع ذلك، فإن أغلب هذه الدوائر لديها حل التيار المستمر. يعطي هذا الحل الفولتية والتيارات الدائرة عندما تكون الدائرة في حالة ثابتة للتيار المستمر. يتم تمثيل هذه الدائرة بواسطة نظام المعادلات التفاضلية. عادةً ما يحتوي حل هذه المعادلات على جزء زمني متغير أو عابر إلى جانب جزء ثابت أو ثابت. إنه جزء الحالة المستقرة هذا هو حل DC. هناك بعض الدوائر التي لا تحتوي على حل التيار المستمر. مثالان بسيطان هما مصدر تيار ثابت متصل بمكثف ومصدر جهد ثابت متصل بمحث.

ومن جهة أخرى، دائرة التيار المباشر عبارة عن دائرة كهربائية تتكون من أي مجموعة من مصادر الجهد الثابت ومصادر التيار الثابت والمقاومات. في هذه الحالة، تكون الفولتية والتيارات في الدائرة مستقلة عن الوقت. لا يعتمد جهد أو تيار معين في الدائرة على القيمة السابقة لأي جهد أو تيار دائري. هذا يعني أن نظام المعادلات التي تمثل دائرة التيار المستمر لا يتضمن تكاملات أو مشتقات فيما يتعلق بالوقت.

التطبيقات

المباني المنزلية والتجارية

تتطلب أغلب الدوائر الإلكترونية مزود طاقة تيار مستمر.

وفي السياق ذاته، EMerge Alliance هي جمعية صناعية مفتوحة تعمل على تطوير معايير توزيع طاقة التيار المستمر في المنازل الهجينة والمباني التجارية.

وفي هذا السياق، عادةً ما تحتوي تركيبات التيار المستمر المحلية على أنواع مختلفة من المقابس والموصلات والمفاتيح والمصابيح من تلك المناسبة للتيار المتناوب. هذا يرجع في الغالب إلى الفولتية المنخفضة المستعملة، مما ينتج عنه تيارات أعلى لإنتاج نفس القدر من الطاقة.

علاوةً على ذلك، عادة ما يكون من المهم مع جهاز التيار المستمر مراقبة القطبية، ما لم يكن للجهاز قنطرة دايود لتصحيح ذلك.

علاوةً على ذلك، يوجد التيار المستمر بشكل شائع في الكثير من تطبيقات الجهد شديد الانخفاض وبعض تطبيقات الجهد المنخفض، خاصةً عندما يتم تشغيلها بواسطة البطاريات أو أنظمة الطاقة الشمسية (حيث يمكن لكليهما إنتاج التيار المستمر فقط).

السيارات

من جانب آخر، تستعمل أغلب تطبيقات السيارات التيار المستمر. توفر بطارية السيارة الطاقة لبدء تشغيل المحرك والإضاءة ونظام الإشعال. المنوب هو جهاز تيار متناوب يستعمل قومًا لإنتاج التيار المستمر لشحن البطارية. تستعمل أغلب سيارات الركاب على الطرق السريعة أنظمة 12 فولت. تستعمل الكثير من الشاحنات الثقيلة أو المعدات الزراعية أو معدات تحريك التربة بمحركات الديزل أنظمة 24 فولت. في بعض السيارات القديمة، تم استخدام 6 فولت، كما هو الحال في فولكس فاغن بيتل الكلاسيكية الأصلية. في وقت من الأوقات، تم النظر في وجود نظام كهربائي بجهد 42 فولت للسيارات، ولكن هذا لم يجد فائدة تذكر. لتوفير الوزن والأسلاك، غالبًا ما يتم توصيل الإطار المعدني للسيارة بقطب واحد من البطارية ويستعمل كموصل إرجاع في الدائرة. غالبًا ما يكون القطب السالب هو اتصال الهيكل «الأرضي»، ولكن يمكن استخدام الأرضية الإيجابية في بعض المركبات ذات العجلات أو المركبات البحرية.