直流电（Direct Current，DC），又称恒流电，是指电荷流动方向不随时间改变的电流，狭义上也指恒定电流，即电路中电流的方向和大小都不随时间发生改变。直流电主要应用于各种电子仪器、电解、电镀、直流电力拖动等方面。能产生直流电的电源被称为直流电源。
人类社会最早投入使用的电力系统是直流电系统。19世纪末，托马斯·爱迪生发明的直流电系统就在美国的纽约和新泽西州投入照明运行。在现代社会中，虽然电力系统提供的是交流电，但绝大多数电路和小电器都采用直流电工作，而一些看似需要接交流电源工作的仪器或设备，如电视机、计算机、数控车床等，在其内部还是要把交流电源转换为直流电源。
直流电分为稳定直流电和脉动直流电。直流电的优点有磁场渗入深度大，检测缺陷的深度最大；剩磁稳定，剩磁能有力地吸住磁粉，便于磁痕评定等。局限性为退磁最困难、不适用于干法检测、退磁场大等。
定义
直流电又称恒流电，是指电荷流动方向不随时间改变的电流。狭义上理解的直流电是恒定电流，即电路中电流的方向和大小都不随时间发生改变。
符号：直流电用字符“DC”（Direct Current）表示。通常，直流电流用大写字母Ⅰ表示，直流电压用大写字母V或U表示。默认直流电的大小恒定，不随时间的变化而变化。
公式：单位时间内通过一个导体横截面的电荷量或电荷量的时间变化率，用公式表示为
i（t）的常用单位是“安培（A）”“毫安（mA）”“微安（μA）”，它们的换算关系为1A=103mA=106𝜇A（单位“安培”是为纪念法国数学家和物理学家安德烈·安培（Andre-Marie 安培）而命名的，安培于1820年提出了安培定律）；q是电荷量，常用单位是“库仑（C）”（为纪念法国物理学家库仑而命名）、“毫库（mC）”和“微库（𝜇C），它们的换算关系为1C=103mC=106𝜇C；t为时间，单位是“秒（s）”。若i（t）为常数，则用大写字母”I”表示，并称之为直流电流。
简史
在早期，工程师们主要致力于研究直流电，发电站的供电范围也很有限，而且主要用于照明，还未用作工业动力。例如，1882年托马斯·爱迪生电气照明公司（创建于1878年）在纽约建立了第一座发电站，安装了三台110伏“巨汉”号直流发电机，这是爱迪生于1880年研制的，这种发电机可以为1500个16瓦的白炽灯供电。
但是随着科学技术和工业生产发展的需要，电力技术在通信、运输、动力等方面逐渐得到广泛应用，社会对电力的需求也急剧增大。由于用户的电压不能太高，因此要输送一定的功率，就要加大电流（P=IU）。而电流愈大，输电线路发热就愈厉害，损失的功率就愈多；而且电流大，损失在输电导线上的电压也大，使用户得到的电压降低，离发电站愈远的用户，得到的电压也就愈低。直流输电的弊端，限制了电力的应用，促使人们探讨用交流输电的问题。托马斯·爱迪生虽然是一个发明家，但是他没有受过正规教育，缺乏理论知识，难以解决交流电涉及到的数学运算，阻碍了他对交流电的理解，所以在交、直流输电的争论中，成了保守势力的代表。爱迪生认为交流电危险，不如直流电安全。他还打比方说，沿街道敷设交流电缆，简直等于埋下地雷。并且邀请人们和新闻记者，观看用高压交流电击死野狗、野猫的实验。那时纽约州法院通过了一项法令，用电刑来执行死刑。行刑用的电椅就是通以高压交流电，这正好帮了托马斯·爱迪生的大忙。在他的反对下，交流电遇到了很大的阻碍。
但是为了减少输电线路中电能的损失，只能提高电压。在发电站将电压升高，到用户地区再把电压降下来，这样就能在低损耗的情况下，达到远距离送电的目的。而要改变电压，只有采用交流输电才行。1885年，由费朗蒂设计的泰晤士河畔的大型交流电站开始输电。他用钢皮铜心电缆将1万伏的交流电送往相距10公里外的市区变电站，在这里降为2500伏，再分送到各街区的二级变压器，降为100伏供用户照明。以后，俄罗斯的多利沃——多布罗沃斯基又于 1889年最先制出了功率为100瓦的三相交流发电机，并被德国、美国推广应用。事实成功地证实了高压交流输电的优越性。并在全世界范围内迅速推广。
分类
直流电分为稳定直流电和脉动直流电。
稳定直流电
稳定直流电是指方向固定不变并且大小也不变的直流电。稳定直流电可用下图波形表示，稳定直流电的电流I的大小始终保持恒定（始终为6mA），在图中用直线表示；直流电的电流方向保持不变，始终是从电源正极流向负极，图中的直线始终在t轴上方，表示电流的方向始终不变。
脉动直流电
脉动直流电是指方向固定不变，但大小随时间变化的直流电。脉动直流电可用下图的波形表示。从图中可以看出，脉动直流电的电流I的大小随时间做波动变化（如在t时刻电流为6mA，在t₂时刻电流变为4mA），电流大小波动变化在图中用曲线表示；脉动直流电的方向始终不变（电流始终从电源正极流向负极），图中的曲线始终在t轴上方，表示电流的方向始终不变。
工作原理
直流电所通过的电路称“直流电路”，是由直流电源和电阻构成的闭合导电回路。在该电路中，形成恒定的电场。在电源外，正电荷经电阻从高电势流向低电势；在电源内，靠电源的非静电力的作用，克服静电力，再从低电势到达高电势。所以，在直流电路中，电源的作用是提供不随时间变化的恒定电动势。
测量
电源
能产生直流电的电源称为直流电源，常见的干电池、蓄电池和直流发电机等都是直流电源。直流电源常用下图所示的图形符号表示。直流电的电流方向总是由电源正极流出，通过电路流到负极。在下图所示的直流电路中，电流从直流电源正极流出，经电阻R和灯泡流到负极。
重要装置
负载
各种用电设备（即用电器）统称为负载，属于耗能元件，其作用是将电能转换成其他所需形式的能量，如灯泡、电动机、电炉等。
控制和保护装置
根据需要，控制电路的工作状态（如通、断），保护电路的安全，如开关、保险丝等。
连接导线
它是电源与负载形成通路的中间环节,其作用是输送和分配电能，如各种连接电线。
仪表
测量直流电路中电流、电压、电阻、电源电动势等物理量的仪表称为直流仪表。常用的有灵敏电流表（G表）、电流表、伏特计、电桥、电势差计等。
测试方式
传输
在电力传输上，19世纪80年代以后，由于不便于将直流电低电压升至高电压进行远距离传输，直流输电曾让位于交流输电。自20世纪60年代以来，由于采用高电压、大功率变流器将直流电变为交流电，直流输电系统又重新受到重视并获得新的发展。
在中国，葛洲坝—上海市1100km、±500kV输送容量的直流输电工程，已经建成并投入运行。此外，全长超过2000km的向家坝水电站—上海直流输电工程也已经建成，该线路是截至2011年年初世界上距离最长的高压直流输电项目。
应用
直流电主要应用于各种电子仪器、电解、电镀、直流电力拖动等方面。
优缺点
优点
1.输送相同功率时，直流输电所用线材仅为交流输电的1/2~2/3。直流输电采用两线制，与采用三线制三相交流输电相比，在输电线截面相同和电流密度相同的条件下，若不考虑趋肤效应，输送相同的电功率，输电线和绝缘材料可节省约1/3。如果考虑到趋肤效应和各种损耗，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，直流输电线路的杆塔结构也比同容量的三相交流输电线路的简单，线路走廊占地面积也少。
2.在电缆输电线路中，直流输电线路不产生电容电流，而交流输电线路存在电容电流，引起损耗。在一些特殊场合，如输电线经过海峡时，必须采用电缆。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。而在直流输电线路中，由于电压波动很小，基本上没有电容电流加在电缆上。
3.采用直流输电时，其两侧交流系统不需同步运行，而交流输电必须同步运行。采用远距离交流输电时，交流输电系统两端电流的相位存在显著差异：并网的各子系统交流电的频率虽然规定为50Hz，但实际上常产生波动。这两种因素引起交流系统不同步，需要用复杂而庞大的补偿系统和综合性很强的技术加以调整，否则就可能在设备中形成强大的环流而损坏设备，或造成不同步运行而引起停电事故。采用直流输电线路将两个交流系统互联时，其两端的交流电网可以用各自的频率和相位运行，不需进行同步调整。
4.直流输电发生故障的损失比交流输电小。两个交流系统若用交流线路互联，则当一侧系统发生短路时，另一侧要向故障一侧输送短路电流。因此，将使两侧系统原有开关切断短路电流的能力受到威胁，需要更换开关。若用直流输电将两个交流系统互联，由于采用可控硅装置，电路功率能迅速、方便地进行调节，直流输电线路向发生短路的交流系统输送的短路电流不大，故障侧交流系统的短路电流与没有互联时几乎一样。因此不必更换两侧原有开关及载流设备。
局限性
1.退磁最困难。
2.不适用于干法检测。
3.退磁场大。
4.工序间要退磁。
相关概念
交流电
前面所接触到的电压和电流，其大小和方向均不随时间变化，称为稳恒直流电，简称直流电。电子通信技术中接触到电压和电流，通常其大小随时间变化，方向不随时间变化，称为脉动直流电，直流电和脉动直流电的波形图如下图所示。
下图所示是常见的电信号波形，很明显可以看出与下图a所示直流电不同，下图b、c、d的电信号都在随时间的变化而变化。电路中，大小和方向均随时间做周期性变化的电流和电压，分别称为交变电流和交变电压，统称为交流电。电流和电压的大小和方向随时间按正弦规律变化，称为正弦交流电。
参考资料
直流电.中国大百科全书.2025-07-28