Una fuente de alimentación de CC es un dispositivo que mantiene un voltaje y una corriente constantes en un circuito eléctrico.
Una fuente de alimentación de CC tiene dos electrodos, positivo y negativo. El electrodo positivo tiene un potencial alto y el electrodo negativo tiene un potencial bajo. Cuando los dos electrodos están conectados al circuito, se puede mantener una diferencia de potencial constante entre los dos extremos del circuito, formando así una corriente desde el electrodo positivo al electrodo negativo en el circuito externo. La fuente de alimentación de CC es un dispositivo de conversión de energía que convierte otras formas de energía en energía eléctrica para suministrar circuitos, con el fin de mantener un flujo de corriente estable.
Depender únicamente de la diferencia en el nivel del agua no puede mantener un flujo de agua estable, pero bombeando agua continuamente de menor a mayor, se puede mantener una cierta diferencia de nivel de agua para formar un flujo de agua estable. De manera similar, confiar únicamente en el campo electrostático generado por las cargas no puede mantener una corriente constante. Con la ayuda de una fuente de alimentación de CC, se pueden usar fuerzas no electrostáticas (denominadas "fuerzas no electrostáticas") para hacer que las cargas positivas regresen desde el electrodo negativo de menor potencial al electrodo positivo de mayor potencial a través de la fuente de alimentación, para mantener la diferencia de potencial entre los dos electrodos y formar una corriente constante.
La fuerza no electrostática en una fuente de alimentación de CC se dirige desde el polo negativo al polo positivo. Después de conectar la fuente de alimentación de CC al circuito externo, se forma una corriente desde el polo positivo al polo negativo fuera de la fuente de alimentación (circuito externo) debido a la fuerza de empuje del campo eléctrico. Dentro de la fuente de alimentación (circuito interno), el efecto de fuerzas no electrostáticas hace que la corriente fluya desde el polo negativo al polo positivo, formando así un ciclo cerrado de flujo de carga.
Una característica importante de la fuente de energía en sí es su fuerza electromotriz, que es igual al trabajo realizado por fuerzas no electrostáticas cuando una unidad de carga positiva se mueve del electrodo negativo al electrodo positivo a través del interior de la fuente de energía. Cuando se puede ignorar la resistencia interna de la fuente de alimentación, se puede considerar que la fuerza electromotriz de la fuente de alimentación es aproximadamente igual en magnitud a la diferencia de potencial o voltaje entre los dos polos de la fuente de alimentación.
Para obtener un voltaje de CC más alto, las fuentes de alimentación de CC se suelen utilizar en serie. En este momento, la fuerza electromotriz total es la suma de las fuerzas electromotrices de cada fuente de energía, y la resistencia interna total también es la suma de las resistencias internas de cada fuente de energía. Debido al aumento de la resistencia interna, generalmente sólo es adecuado para circuitos con menor intensidad de corriente requerida. Para lograr una mayor intensidad de corriente, se pueden utilizar en paralelo fuentes de alimentación de CC con igual fuerza electromotriz. En este momento, la fuerza electromotriz total es la fuerza electromotriz de una sola fuente de energía y la resistencia interna total es el valor paralelo de la resistencia interna de cada fuente de energía.
Existen muchos tipos de fuentes de energía de CC y la naturaleza de las fuerzas no electrostáticas y el proceso de conversión de energía varían entre los diferentes tipos de fuentes de energía de CC. En las baterías químicas (como baterías secas, baterías recargables, etc.), las fuerzas no electrostáticas son reacciones químicas relacionadas con la disolución y deposición de iones. Cuando una batería química se descarga, la energía química se convierte en energía eléctrica y calor Joule en fuentes de energía termoeléctrica (como termopares metálicos, termopares semiconductores). Las fuerzas no electrostáticas son efectos de difusión relacionados con diferencias de temperatura y diferencias de concentración de electrones. Cuando las fuentes de energía termoeléctrica proporcionan energía a circuitos externos, la energía térmica se convierte parcialmente en energía eléctrica. En un generador de CC, la fuerza no electrostática es causada por inducción electromagnética. Cuando se alimenta el generador de CC, la energía mecánica se convierte en energía eléctrica y calor Joule. En las células fotovoltaicas, las fuerzas no electrostáticas son el resultado del efecto fotovoltaico. Cuando se alimenta la célula fotovoltaica, la energía luminosa se convierte en energía eléctrica y calor Joule.
