Zasilacz prądu stałego to urządzenie utrzymujące stałe napięcie i prąd w obwodzie elektrycznym.
Zasilacz prądu stałego ma dwie elektrody, dodatnią i ujemną. Elektroda dodatnia ma wysoki potencjał, a elektroda ujemna ma niski potencjał. Kiedy dwie elektrody są podłączone do obwodu, można utrzymać stałą różnicę potencjałów pomiędzy dwoma końcami obwodu, tworząc w ten sposób prąd od elektrody dodatniej do elektrody ujemnej w obwodzie zewnętrznym. Zasilacz prądu stałego to urządzenie do konwersji energii, które przekształca inne formy energii w energię elektryczną w celu zasilania obwodów w celu utrzymania stabilnego przepływu prądu.
Opierając się wyłącznie na różnicy poziomów wody, nie można utrzymać stabilnego przepływu wody, ale poprzez ciągłe pompowanie wody od niskiego do wysokiego, można utrzymać pewną różnicę poziomów wody, tworząc stabilny przepływ wody. Podobnie, polegając wyłącznie na polu elektrostatycznym generowanym przez ładunki, nie można utrzymać stałego prądu. Za pomocą zasilacza prądu stałego można wykorzystać siły inne niż elektrostatyczne (określane jako „siły nieelektrostatyczne”) w celu spowodowania powrotu ładunków dodatnich z elektrody ujemnej o niższym potencjale do elektrody dodatniej o wyższym potencjale za pośrednictwem zasilacza, aby utrzymać różnicę potencjałów między dwiema elektrodami i wytworzyć prąd stały.
Siła nieelektrostatyczna w zasilaczu prądu stałego jest kierowana od bieguna ujemnego do bieguna dodatniego. Po podłączeniu zasilacza prądu stałego do obwodu zewnętrznego, w wyniku siły pchającej pola elektrycznego, od bieguna dodatniego do bieguna ujemnego poza zasilaczem (obwód zewnętrzny) powstaje prąd. Wewnątrz zasilacza (obwód wewnętrzny) działanie sił nieelektrostatycznych powoduje przepływ prądu od bieguna ujemnego do bieguna dodatniego, tworząc w ten sposób zamknięty cykl przepływu ładunku.
Ważną cechą samego źródła zasilania jest jego siła elektromotoryczna, która jest równa pracy wykonanej przez siły nieelektrostatyczne, gdy jednostka ładunku dodatniego przemieszcza się od elektrody ujemnej do elektrody dodatniej przez wnętrze źródła zasilania. Kiedy można zignorować rezystancję wewnętrzną zasilacza, można uznać, że siła elektromotoryczna zasilacza jest w przybliżeniu równa różnicy potencjałów lub napięciu między dwoma biegunami zasilacza.
Aby uzyskać wyższe napięcie prądu stałego, często stosuje się źródła prądu stałego prądu stałego połączone szeregowo. W tym momencie całkowita siła elektromotoryczna jest sumą sił elektromotorycznych każdego źródła zasilania, a całkowity opór wewnętrzny jest również sumą oporów wewnętrznych każdego źródła zasilania. Ze względu na wzrost rezystancji wewnętrznej nadaje się zasadniczo tylko do obwodów o niższym wymaganym natężeniu prądu. Aby uzyskać większe natężenie prądu, można równolegle zastosować źródła prądu stałego o jednakowej sile elektromotorycznej. W tym momencie całkowita siła elektromotoryczna jest siłą elektromotoryczną pojedynczego źródła zasilania, a całkowity opór wewnętrzny jest równoległą wartością oporu wewnętrznego każdego źródła zasilania.
Istnieje wiele typów źródeł prądu stałego, a charakter sił nieelektrostatycznych i proces konwersji energii różnią się w zależności od typu źródeł prądu stałego. W bateriach chemicznych (takich jak baterie suche, akumulatory itp.) siły inne niż elektrostatyczne to reakcje chemiczne związane z rozpuszczaniem i osadzaniem się jonów. Kiedy bateria chemiczna się rozładowuje, energia chemiczna jest przekształcana w energię elektryczną i ciepło Joule'a w termoelektrycznych źródłach energii (takich jak termopary metalowe i termopary półprzewodnikowe). Siły inne niż elektrostatyczne to efekty dyfuzyjne związane z różnicami temperatur i różnicami w stężeniu elektronów. Kiedy termoelektryczne źródła energii dostarczają energię do obwodów zewnętrznych, energia cieplna jest częściowo przekształcana w energię elektryczną. W generatorze prądu stałego siła nieelektrostatyczna jest spowodowana indukcją elektromagnetyczną. Kiedy generator prądu stałego jest zasilany, energia mechaniczna jest przekształcana w energię elektryczną i ciepło Joule'a. W ogniwach fotowoltaicznych siły inne niż elektrostatyczne są wynikiem efektu fotowoltaicznego. Kiedy ogniwo fotowoltaiczne jest zasilane, energia świetlna jest przekształcana w energię elektryczną i ciepło Joule'a.
