Un alimentatore CC è un dispositivo che mantiene una tensione e una corrente costanti in un circuito elettrico.
Un alimentatore CC ha due elettrodi, positivo e negativo. L'elettrodo positivo ha un potenziale elevato mentre l'elettrodo negativo ha un potenziale basso. Quando i due elettrodi sono collegati al circuito, è possibile mantenere una differenza di potenziale costante tra le due estremità del circuito, formando così una corrente dall'elettrodo positivo all'elettrodo negativo nel circuito esterno. L'alimentatore CC è un dispositivo di conversione dell'energia che converte altre forme di energia in energia elettrica per alimentare i circuiti, al fine di mantenere un flusso di corrente stabile.
Basandosi esclusivamente sulla differenza di livello dell'acqua non è possibile mantenere un flusso d'acqua stabile, ma pompando continuamente l'acqua dal basso verso l'alto, è possibile mantenere una certa differenza di livello dell'acqua per formare un flusso d'acqua stabile. Allo stesso modo, basandosi esclusivamente sul campo elettrostatico generato dalle cariche non è possibile mantenere una corrente costante. Con l'aiuto di un alimentatore CC, è possibile utilizzare forze non elettrostatiche (denominate "forze non elettrostatiche") per far sì che le cariche positive ritornino dall'elettrodo negativo a potenziale più basso all'elettrodo positivo a potenziale più alto attraverso l'alimentatore, al fine di mantenere la differenza di potenziale tra i due elettrodi e formare una corrente costante.
La forza non elettrostatica in un alimentatore CC è diretta dal polo negativo al polo positivo. Dopo aver collegato l'alimentatore CC al circuito esterno, si forma una corrente dal polo positivo al polo negativo all'esterno dell'alimentatore (circuito esterno) a causa della forza di spinta del campo elettrico. All'interno dell'alimentatore (circuito interno), l'effetto delle forze non elettrostatiche fa sì che la corrente fluisca dal polo negativo al polo positivo, formando così un ciclo chiuso di flusso di carica.
Una caratteristica importante della fonte di energia stessa è la sua forza elettromotrice, che è uguale al lavoro svolto dalle forze non elettrostatiche quando un'unità di carica positiva si sposta dall'elettrodo negativo all'elettrodo positivo attraverso l'interno della fonte di energia. Quando si può ignorare la resistenza interna dell'alimentatore, si può considerare che la forza elettromotrice dell'alimentatore è approssimativamente uguale in grandezza alla differenza di potenziale o tensione tra i due poli dell'alimentatore.
Per ottenere una tensione CC più elevata, le fonti di alimentazione CC vengono spesso utilizzate in serie. In questo momento, la forza elettromotrice totale è la somma delle forze elettromotrici di ciascuna fonte di alimentazione e la resistenza interna totale è anche la somma delle resistenze interne di ciascuna fonte di alimentazione. A causa dell'aumento della resistenza interna, generalmente è adatto solo per circuiti con un'intensità di corrente richiesta inferiore. Per ottenere un'intensità di corrente maggiore è possibile utilizzare in parallelo sorgenti di corrente continua con uguale forza elettromotrice. In questo momento, la forza elettromotrice totale è la forza elettromotrice di una singola fonte di alimentazione e la resistenza interna totale è il valore parallelo della resistenza interna di ciascuna fonte di alimentazione.
Esistono molti tipi di fonti di alimentazione CC e la natura delle forze non elettrostatiche e il processo di conversione dell'energia variano tra i diversi tipi di fonti di alimentazione CC. Nelle batterie chimiche (come batterie a secco, batterie ricaricabili, ecc.), le forze non elettrostatiche sono reazioni chimiche legate alla dissoluzione e alla deposizione di ioni. Quando una batteria chimica si scarica, l'energia chimica viene convertita in energia elettrica e calore Joule in fonti di energia termoelettrica (come termocoppie metalliche, termocoppie a semiconduttore). Le forze non elettrostatiche sono effetti di diffusione legati alle differenze di temperatura e alle differenze di concentrazione degli elettroni. Quando le fonti di energia termoelettrica forniscono alimentazione a circuiti esterni, l'energia termica viene parzialmente convertita in energia elettrica. In un generatore DC, la forza non elettrostatica è causata dall'induzione elettromagnetica. Quando il generatore DC è alimentato, l'energia meccanica viene convertita in energia elettrica e calore Joule. Nelle celle fotovoltaiche le forze non elettrostatiche sono il risultato dell'effetto fotovoltaico. Quando la cella fotovoltaica viene alimentata, l'energia luminosa viene convertita in energia elettrica e calore Joule.
