Ein Gleichstromnetzteil ist ein Gerät, das eine konstante Spannung und einen konstanten Strom in einem Stromkreis aufrechterhält.
Eine Gleichstromversorgung hat zwei Elektroden, positiv und negativ. Die positive Elektrode hat ein hohes Potenzial und die negative Elektrode hat ein niedriges Potenzial. Wenn die beiden Elektroden an den Stromkreis angeschlossen sind, kann eine konstante Potentialdifferenz zwischen den beiden Enden des Stromkreises aufrechterhalten werden, wodurch ein Strom von der positiven Elektrode zur negativen Elektrode im externen Stromkreis entsteht. Bei der Gleichstromversorgung handelt es sich um ein Energieumwandlungsgerät, das andere Energieformen in elektrische Energie zur Versorgung von Schaltkreisen umwandelt, um einen stabilen Stromfluss aufrechtzuerhalten.
Sich allein auf den Wasserstandsunterschied zu verlassen, kann keinen stabilen Wasserfluss aufrechterhalten, aber durch kontinuierliches Pumpen von Wasser von niedrig nach hoch kann ein bestimmter Wasserstandsunterschied aufrechterhalten werden, um einen stabilen Wasserfluss zu bilden. Ebenso ist es nicht möglich, einen konstanten Strom aufrechtzuerhalten, wenn man sich ausschließlich auf das durch Ladungen erzeugte elektrostatische Feld verlässt. Mit Hilfe einer Gleichstromversorgung können nicht elektrostatische Kräfte (als „nicht elektrostatische Kräfte“ bezeichnet) dazu genutzt werden, positive Ladungen über die Stromversorgung von der negativen Elektrode mit niedrigerem Potential zur positiven Elektrode mit höherem Potential zurückzubringen, um die Potentialdifferenz zwischen den beiden Elektroden aufrechtzuerhalten und einen konstanten Strom zu bilden.
Die nicht elektrostatische Kraft in einer Gleichstromversorgung wird vom Minuspol zum Pluspol geleitet. Nachdem die Gleichstromversorgung an den externen Stromkreis angeschlossen wurde, bildet sich aufgrund der Schubkraft des elektrischen Feldes ein Strom vom Pluspol zum Minuspol außerhalb der Stromversorgung (externer Stromkreis). Innerhalb der Stromversorgung (interner Schaltkreis) bewirkt die Wirkung nicht elektrostatischer Kräfte, dass Strom vom Minuspol zum Pluspol fließt, wodurch ein geschlossener Ladungsflusskreislauf entsteht.
Ein wichtiges Merkmal der Stromquelle selbst ist ihre elektromotorische Kraft, die der Arbeit entspricht, die von nicht elektrostatischen Kräften geleistet wird, wenn sich eine positive Ladungseinheit von der negativen Elektrode zur positiven Elektrode durch das Innere der Stromquelle bewegt. Wenn der Innenwiderstand des Netzteils vernachlässigt werden kann, kann davon ausgegangen werden, dass die elektromotorische Kraft des Netzteils ungefähr gleich groß ist wie die Potentialdifferenz oder Spannung zwischen den beiden Polen des Netzteils.
Um eine höhere Gleichspannung zu erhalten, werden häufig Gleichstromquellen in Reihe geschaltet. Zu diesem Zeitpunkt ist die gesamte elektromotorische Kraft die Summe der elektromotorischen Kräfte jeder Stromquelle, und der gesamte Innenwiderstand ist auch die Summe der Innenwiderstände jeder Stromquelle. Aufgrund der Erhöhung des Innenwiderstandes ist es im Allgemeinen nur für Stromkreise mit geringerer erforderlicher Stromstärke geeignet. Um eine höhere Stromstärke zu erreichen, können Gleichstromquellen mit gleicher elektromotorischer Kraft parallel verwendet werden. Zu diesem Zeitpunkt ist die gesamte elektromotorische Kraft die elektromotorische Kraft einer einzelnen Stromquelle und der gesamte Innenwiderstand ist der Parallelwert des Innenwiderstands jeder Stromquelle.
Es gibt viele Arten von Gleichstromquellen, und die Art der nicht elektrostatischen Kräfte und der Prozess der Energieumwandlung variieren zwischen den verschiedenen Arten von Gleichstromquellen. In chemischen Batterien (wie Trockenbatterien, wiederaufladbaren Batterien usw.) sind nichtelektrostatische Kräfte chemische Reaktionen, die mit der Auflösung und Ablagerung von Ionen zusammenhängen. Wenn sich eine chemische Batterie entlädt, wird chemische Energie in thermoelektrischen Stromquellen (z. B. Metall-Thermoelementen, Halbleiter-Thermoelementen) in elektrische Energie und Joulesche Wärme umgewandelt. Nichtelektrostatische Kräfte sind Diffusionseffekte, die mit Temperaturunterschieden und Elektronenkonzentrationsunterschieden zusammenhängen. Wenn thermoelektrische Stromquellen externe Stromkreise mit Strom versorgen, wird thermische Energie teilweise in elektrische Energie umgewandelt. In einem Gleichstromgenerator wird nicht-elektrostatische Kraft durch elektromagnetische Induktion verursacht. Wenn der Gleichstromgenerator mit Strom versorgt wird, wird mechanische Energie in elektrische Energie und Joulesche Wärme umgewandelt. In Photovoltaikzellen sind nicht-elektrostatische Kräfte das Ergebnis des photovoltaischen Effekts. Wenn die Photovoltaikzelle mit Strom versorgt wird, wird Lichtenergie in elektrische Energie und Joulesche Wärme umgewandelt.
