Een gelijkstroomvoeding is een apparaat dat een constante spanning en stroom in een elektrisch circuit handhaaft.
Een DC-voeding heeft twee elektroden, positief en negatief. De positieve elektrode heeft een hoge potentiaal en de negatieve elektrode een lage potentiaal. Wanneer de twee elektroden op het circuit zijn aangesloten, kan een constant potentiaalverschil tussen de twee uiteinden van het circuit worden gehandhaafd, waardoor een stroom wordt gevormd van de positieve elektrode naar de negatieve elektrode in het externe circuit. DC-voeding is een apparaat voor energieconversie dat andere vormen van energie omzet in elektrische energie om circuits te voeden, om zo een stabiele stroomstroom te behouden.
Alleen vertrouwen op het verschil in waterniveau kan geen stabiele waterstroom handhaven, maar door continu water van laag naar hoog te pompen, kan een bepaald waterniveauverschil worden gehandhaafd om een stabiele waterstroom te vormen. Op dezelfde manier kan het uitsluitend vertrouwen op het elektrostatische veld dat door ladingen wordt gegenereerd, geen constante stroom handhaven. Met behulp van een gelijkstroomvoeding kunnen niet-elektrostatische krachten (ook wel "niet-elektrostatische krachten" genoemd) worden gebruikt om ervoor te zorgen dat positieve ladingen terugkeren van de negatieve elektrode met een lager potentieel naar de positieve elektrode met een hoger potentieel via de voeding, om het potentiaalverschil tussen de twee elektroden te behouden en een constante stroom te vormen.
De niet-elektrostatische kracht in een gelijkstroomvoeding wordt van de negatieve pool naar de positieve pool geleid. Nadat de DC-voeding is aangesloten op het externe circuit, wordt er een stroom gevormd van de positieve pool naar de negatieve pool buiten de voeding (externe circuit) als gevolg van de duwkracht van het elektrische veld. Binnen de voeding (intern circuit) zorgt het effect van niet-elektrostatische krachten ervoor dat stroom van de negatieve pool naar de positieve pool vloeit, waardoor een gesloten cyclus van ladingsstroom ontstaat.
Een belangrijk kenmerk van de stroombron zelf is de elektromotorische kracht ervan, die gelijk is aan de arbeid die wordt verricht door niet-elektrostatische krachten wanneer een eenheid met positieve lading zich van de negatieve elektrode naar de positieve elektrode beweegt via het inwendige van de stroombron. Wanneer de interne weerstand van de voeding kan worden genegeerd, kan ervan worden uitgegaan dat de elektromotorische kracht van de voeding ongeveer even groot is als het potentiaalverschil of de spanning tussen de twee polen van de voeding.
Om een hogere gelijkspanning te verkrijgen worden vaak gelijkstroombronnen in serie gebruikt. Op dit moment is de totale elektromotorische kracht de som van de elektromotorische krachten van elke krachtbron, en de totale interne weerstand is ook de som van de interne weerstanden van elke krachtbron. Vanwege de toename van de interne weerstand is het over het algemeen alleen geschikt voor circuits met een lagere vereiste stroomsterkte. Om een hogere stroomsterkte te bereiken, kunnen gelijkstroombronnen met gelijke elektromotorische kracht parallel worden gebruikt. Op dit moment is de totale elektromotorische kracht de elektromotorische kracht van een enkele krachtbron, en de totale interne weerstand de parallelle waarde van de interne weerstand van elke krachtbron.
Er zijn veel soorten gelijkstroomvoedingsbronnen, en de aard van niet-elektrostatische krachten en het proces van energieconversie variëren tussen verschillende soorten gelijkstroomvoedingsbronnen. In chemische batterijen (zoals droge batterijen, oplaadbare batterijen, enz.) zijn niet-elektrostatische krachten chemische reacties die verband houden met het oplossen en afzetten van ionen. Wanneer een chemische batterij ontlaadt, wordt chemische energie omgezet in elektrische energie en Joule-warmte in thermo-elektrische energiebronnen (zoals metalen thermokoppels, halfgeleiderthermokoppels). Niet-elektrostatische krachten zijn diffusie-effecten die verband houden met temperatuurverschillen en verschillen in elektronenconcentratie. Wanneer thermo-elektrische energiebronnen stroom leveren aan externe circuits, wordt thermische energie gedeeltelijk omgezet in elektrische energie. In een DC-generator wordt niet-elektrostatische kracht veroorzaakt door elektromagnetische inductie. Wanneer de DC-generator wordt aangedreven, wordt mechanische energie omgezet in elektrische energie en joule-warmte. In fotovoltaïsche cellen zijn niet-elektrostatische krachten het resultaat van het fotovoltaïsche effect. Wanneer de fotovoltaïsche cel wordt gevoed, wordt lichtenergie omgezet in elektrische energie en joule-warmte.
