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直流（DC）は、一方向の電荷の流れです。電気化学セルは、直流電力の代表的な例です。直流は、電線などの導体を流れるだけでなく、半導体、絶縁体、あるいは電子ビームやイオンビームのように真空中を流れることもあります。電流は一定の方向に流れるため、交流（AC）とは異なります。この種の電流には、かつてガルバニック電流という用語が使われていました。[ 1 ]
ACとDCという略語は、電流や電圧を修飾する場合のように、単に交流と直流を意味するためによく使われます。[ 2 ] [ 3 ]
直流は、整流器を用いて交流電源から変換することができる。整流器は、電流が一方向にのみ流れるようにする電子素子（通常）または電気機械素子（従来）を備えている。直流は、インバータを介して交流に変換することもできる。
直流電流は、バッテリーの充電から電子システム、モーターなどへの大規模電源供給まで、幅広い用途があります。直流電流によって供給される膨大な量の電気エネルギーは、アルミニウムの精錬やその他の電気化学プロセスで使用されています。また、特に都市部では、一部の鉄道でも使用されています。高電圧直流電流は、遠隔地の発電所から大量の電力を送電したり、交流電力網を相互接続したりするために使用されます。
直流電流は、1800 年にイタリアの物理学者アレッサンドロ・ボルタの電池、ボルタ電池によって生成されました。[ 5 ]電流がどのように流れるかの性質はまだ理解されていませんでした。フランスの物理学者アンドレ＝マリー・アンペールは、電流は正から負へ一方向に流れると推測しました。[ 6 ]フランスの計器製造業者イポリット・ピクシーが1832 年に最初のダイナモ発電機を製作したとき、彼は、使用した磁石がワイヤーのループを半回転ごとに通過すると、電流の流れが反転し、交流電流が発生することを発見しました。[ 7 ]アンペールの提案により、ピクシーは後に整流子を追加しました。整流子は、シャフト上の接点がブラシ接点と連動して直流電流を生成する一種の「スイッチ」です。
1870年代後半から1880年代初頭にかけて、発電所で電気が発電され始めました。当初は、非常に高い電圧（通常3,000ボルト以上）の直流または交流で動作するアーク灯（一般的な街路灯の一種）に電力を供給するために設置されました。[ 8 ]その後、発明家トーマス・エジソンが1882年に白熱電球をベースとした電気「ユーティリティ」を立ち上げた後、低電圧直流が企業や家庭の屋内照明に広く使用されるようになりました。交流は変圧器を使用して電圧を昇降させ、より長い送電距離を可能にするという点で直流よりも大きな利点があるため、次の数十年で電力供給において直流は交流に置き換えられました。1950年代半ばには、高電圧直流送電が開発され、現在では長距離高電圧交流システムに代わる選択肢となっています。長距離海底ケーブル（例えば、NorNedのような国間）の場合、この直流オプションは技術的に実現可能な唯一のオプションです。第三軌条方式のような直流を必要とする用途では、交流が変電所に送られ、そこで整流器を用いて直流に変換される。
DCという用語は、電圧または電流の電気的極性が1つだけである電力システムを指す場合、および電圧または電流の一定の、ゼロ周波数の、またはゆっくりと変化する局所平均値を指す場合に使用されます。 [ 9 ]たとえば、DC電圧源の両端の電圧は一定であり、直流源を流れる電流も同様です。電気回路のDC解は、すべての電圧と電流が一定である解です。任意の定常電圧または電流波形は、 DC成分とゼロ平均の時間変化するAC成分の和に分解できます。DC成分は、期待値、つまりすべての時間にわたる電圧または電流の平均値として定義されます。
DCは「直流」の略ですが、しばしば「定極性」を意味します。この定義によれば、DC電圧は時間とともに変化する可能性があり、整流器の生出力や電話回線上の変動する音声信号に見られるように、その変化は顕著です。
直流の中には（電圧レギュレータによって生成されるものなど） 、電圧の変動がほとんどないものもあるが、出力電力や電流には変動が生じる場合がある。
直流回路とは、定電圧源、定電流源、および抵抗器を任意の組み合わせで構成した電気回路のことです。この場合、回路の電圧と電流は時間に依存しません。特定の回路電圧または電流は、過去の回路電圧または電流の値に依存しません。つまり、直流回路を表す方程式系には、時間に関する積分や微分は含まれません。
直流回路にコンデンサやインダクタを追加しても、厳密に言えば、結果として得られる回路は直流回路ではありません。しかし、そのような回路のほとんどには直流解が存在します。この解は、回路が直流定常状態にあるときの電圧と電流を示します。このような回路は、微分方程式系で表されます。これらの方程式の解には、通常、時間変動部分（過渡状態）と定常状態部分が含まれます。この定常状態部分が直流解です。直流解を持たない回路もいくつかあります。その簡単な例として、コンデンサに接続された定電流源と、インダクタに接続された定電圧源が挙げられます。
電子工学では、電池や直流電源の出力など、直流電圧源によって電力が供給される回路を、直流回路と呼ぶのが一般的ですが、これは回路が直流で駆動されているという意味です。
直流回路では、電源（電池、コンデンサなど）には正極と負極があり、同様に負荷にも正極と負極があります。回路を完成させるには、正電荷が電源から負荷へ流れる必要があります。電荷は負荷の負極に戻り、そこから電池の負極へと流れて回路が完成します。正極または負極のいずれかが切断されると、回路は完成せず、電荷は流れません。
直流回路の中には、極性が関係ないものもあります。つまり、プラスとマイナスを逆に接続しても回路は完成し、負荷も正常に動作します。しかし、ほとんどの直流回路では極性が重要であり、逆接続すると負荷が正しく動作しなくなります。
直流は、多くの超低電圧アプリケーションや一部の低電圧アプリケーションで一般的に使用されています。特に、これらのアプリケーションがバッテリーや太陽光発電システムによって駆動されている場合に多く見られます（どちらも直流しか生成できないため）。
家庭用直流（DC）設備は、交流（AC）設備とは異なる種類のコンセント、コネクタ、スイッチ、照明器具を備えているのが一般的です。これは主に、直流の方が電圧が低いため、同じ電力を得るためにはより大きな電流が必要となるためです。
直流機器を使用する場合は、極性を正すことが重要です。ただし、機器に極性を補正するためのダイオードブリッジが内蔵されている場合は除きます。
ほとんどの自動車用途では直流を使用します。自動車用バッテリーは、エンジン始動、照明、点火システム、空調制御、インフォテインメントシステムなどに電力を供給します。オルタネーターは、整流器を使用してバッテリー充電用の直流を生成する交流装置です。ほとんどの高速道路乗用車は、公称12Vシステムを使用します。ディーゼルエンジンを搭載した多くの大型トラック、農業機械、または土木機械は、24ボルトシステムを使用します。一部の古い車両では、オリジナルのクラシックフォルクスワーゲンビートルのように、6Vが使用されていました。かつては自動車用に42V電気システムが検討されましたが、ほとんど使用されませんでした。重量と配線を節約するために、多くの場合、車両の金属フレームはバッテリーの一方の極に接続され、回路の帰還導体として使用されます。多くの場合、マイナス極はシャーシの「接地」接続ですが、一部の車輪付き車両または船舶ではプラス接地が使用される場合があります。バッテリー電気自動車では、通常、2つの独立した直流システムがあります。「低電圧」直流システムは通常12Vで動作し、内燃機関車と同じ目的を果たします。[ 11 ]「高電圧」システムは300～400V（車両によって異なる）で動作し、トラクションモーターに電力を供給します。[ 12 ]トラクションモーターの電圧を上げると、モーターを流れる電流が減り、効率が向上します。
電話交換機の通信機器は、標準的な-48V の直流電源を使用します。負極性は、電源システムの正極端子とバッテリーバンクを接地することで実現されます。これは、電解析出を防ぐためです。電話設備には、停電時に加入者回線への電力供給を維持するためのバッテリーシステムが備えられています。
その他の機器は、通信用直流電源システムからDC-DCコンバータを使用して、任意の電圧を供給することで給電される場合がある。
多くの電話機はツイストペア線に接続され、バイアスT字管を使用して、 2本の線間の電圧の交流成分（音声信号）と直流成分（電話機の電源として使用）を内部的に分離します。
高電圧直流送電（HVDC）システムは、より一般的な交流送電システムとは異なり、電力の大量送電に直流を使用します。長距離送電の場合、HVDCシステムはコストが低く、電力損失も少ない可能性があります。
燃料電池（水素と酸素を触媒とともに混合して電気と水を副産物として生成する）を用いた用途でも、直流しか生成されない。
軽飛行機の電気系統は、一般的に自動車と同様に12V または24Vの直流電源を使用する。
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