تيار مستمر

التيار المباشر أو التيار المستمر (يرمز له باللاتينية DC أي Direct Current)هو عبارة عن تدفقٍ ثابتٍ للإلكترونات من منطقة ذات جهد عالٍ إلي أخرى ذات جهد أقل، ويتم توليده من البطاريات الكهربائية، والخلايا الشمسية، والمزدوجات الحرارية، ومن المبادل الكهربائي المستخدم في الآلآت الكهربائية. ويتم انتقاله عادة في الفلزات كالأسلاك الكهربية، ولكن قد يحدث أيضًا خلال أشباه الموصلات أو العوازل أو حتى في الفراغ كما في حالة الأشعة الأيونية أو الإلكترونية. وتتدفق الشحنة الكهربية في حالة التيار المباشر في نفس الاتجاه، وبذلك فهو يختلف عن التيار المتردد (الذي يرمز له باللاتينية AC). وكان يطلق اسم التيار الجلفاني (galvanic current) سابقاً على التيار المستمر.
ويُمكن الحصول على التيار المستمر من التيار المتردد أو المتناوب عن طريق مفتاح كهربائي أو بما يُسمى موحد والذي يتكون من عناصر إلكترونية (عادة) أو من عناصر ميكانيكية (تاريخيًا)، كما يمكن أيضًا تحويل التيار المستمر إلى تيار متناوب عن طريق العاكس أو عن طريق بعض المولدات والمحركات.
استُخدِم التيار المستمر تجاريًا لأول نقل للطاقة الكهربية (الذي طوره توماس إديسون في أواخر القرن التاسع عشر). وبسبب الميزات الكبيرة لنقل الطاقة بالتيار المتناوب على حساب التيار المستمر أصبح العالم بأجمعه تقريبًا ينقل الطاقة عن طريق التيار المتناوب. لكن في منتصف التسعينات تم تطوير نظام تيار الجهد العالي المستمر، والذي أصبح خيارًا لنقل الطاقة للمسافات الطويلة جدًا (مثل خط النقل الموجود تحت البحر بين دولتي هولندا والنرويج). وللتطبقات التي تحتاج إلى التيار المستمر (مثل : أنظمة نقل الطاقة الثالثة للسكك الحديدية) حيث يتم نقل التيار المتناوب إلى المحطة، ثم تحويله إلى التيار المستمر عن طريق الموحد. انظر إلى : حرب التيارات.
كما يستخدم التيار المستمر في شحن البطاريات الكهربائية، وكل الأنظمة الإلكترونية تقريبًا، وتستخدم كميات كبيرة جدًا من طاقة التيار المستمر في إنتاج الألمينيوم والعمليات الكهروكيميائية الأخرى. ويستخدم التيار المستمر لدفع بعض السكك الحديدية، وخاصة في المناطق الحضرية. نظام تيار الجهد العالي المستمر يستخدم في النقل من المناطق النائية أو لربط شبكات التيار المتناوب.

التعريفات المختلفة

يستخدم المصطلح DC وهو يعني Direct Current في مجال الهندسة الكهربية كمرادف للثابت constant. فمثلا، الجهد في مصدر جهد التيار المباشر ثابتٌ، وكذلك التيار خلال مصدر تيار التيار المباشر. محلول التيار المباشر لدائرة كهربية ما هو محلول يكون فيه كل الجهود والتيارات ثابتة. من الممكن توضيح أنه يمكن تحليل أي موجة تيارية أو جهدية إلي مجموع عامل التيار المباشر وعامل الاختلاف الزمني time-varying. يعرّف عامل التيار المباشر بأنه متوسط قيمة الجهد أو التيار عبر كل الزمن. ومتوسط قيمة عامل الاختلاف الزمني هو صفر.
بالرغم من أن المصطلح DC عبارة عن اختصار لاتيني لكلمتي "التيار المباشر" إلا أنه أحيانًا قد يشير إلي "القطبية الثابتة" أو "contstant polarity". وتبعًا لهذا التعريف، فإن جهد التيار المباشر قد يختلف في الوقت، ذلك مثل الخرج الصافي للمعادل rectifier أو الإشارة الصوتية المتذبذبة في خطوط الهواتف.
و هناك بعض أشكال من التيار المباشر (كالذي ينتج من منظم الجهد voltage regulator) ليس لها أي اختلاف في الجهد تقريبًا، ولكن قد يكون لها اختلاف في خرج الطاقة والتيار.

التطبيقات

يُستخدَم في حالة التيار المباشر لديه أنواع مختلفة من المقابس والمفاتيح الكهربية عن تلك المستخدمة في حالة التيار المتردد. ومن المهم في حالة التيار المباشر عدم عكس القطبين إلا إذا احتوت الآلة على دائرة تصحيح تسمي diode bridge لتصحيح هذا الأمر. (و لا توجد تلك الدائرة بمعظم الآلات التي تعمل بالبطاريات.)
يستخدم التيار المباشر ذو الجهد العالي لنقل الطاقة من نقطة لأخرى لمسافات طويلة وللكابلات التي تمر تحت الماء، وقد تكون قيمة الجهد بضعة كيلوفولت إلي حوالي واحد ميجافولت.
و يظهر التيار المباشر في العديد من التطبيقات المنخفضة الجهد، خصوصًا تلك التي تعمل بالبطاريات، التي تولد تيارًا مباشرًا فقط، أو أنظمة الطاقة الشمسية، حيث أن الخلايا الشمسية بإمكانها توليد تيارات مباشرة فقط. تستخدم معظم التطبيقات التي تعمل أوتوماتيكيًا التيار المباشر، بالرغم من أن مولدات التيار المتردد هي أجهزة تيار متردد تستخدم المعدِّلات rectifier لتوليد التيار المباشر. تتطلب معظم الدوائر الإلكترونية مصدرًا لطاقة التيار المتردد. التطبيقات التي تستخدم خلايا الوقود (حيث تمزج الهيدروجين مع الأكسجين بوجود مادة حفازة لتوليد الكهرباء والماء كناتج ثانوي) تولد أيضًا تيارًا مباشرًا فقط.
تتصل الهواتف بزوجين ملفوفين twisted pair من السلك وتقوم داخليًا بفصل التيار المتردد للجهد بين السلكين (الإشارة الصوتية) عن التيار المباشر للجهد بين السلكين (للطاقة اللازمة للهاتف). و كذلك مثل السيارة