인류가 전기에 대해 연구하면서 처음으로 접하게 된 전류이다. 화학적인 원리로 전지 등을 통해 자연스럽게 접하고 생산되기가 쉬웠기 때문이다. 우리가 알고 있는 모든 전지와 생물 전기는 화학적 원리를 기반으로 하는 직류이다. 당연히 전기 시대 초기에는 대부분 직류를 통해 전기의 생산과 소비, 연구가 이루어졌다.
직류는 시간에 따른 전력의 변화가 없기 때문에 전기 전자 회로의 설계, 해석, 표현이 훨씬 단순하고 안정적이며 효율적이다. 그래서 현재도 주변에서 흔히 볼 수 있는 대부분의 전자제품은 직류를 이용하고 있고 이용하게끔 설계 된다. 교류 전원을 공급 받는 제품도 내부적으로는 변압과 정류를 통해[2] 직류로 변환하여 사용하며, 전지를 쓰는 제품은 애초에 전지 자체가 직류 전원이다. 건전지를 꽂아쓰는 제품들이 (+)극과 (-)극을 제품에서 제시하는대로 정확한 방향으로 꽂아써야 하는 이유도 직류 방식을 쓰기 때문이다. 각종 직류 전원 단자들 또한 마찬가지여서 반대 극성으로 꽂을 수 없는 구조로 되어 있다.
이렇게 많은 장점이 있는 직류 전원도 치명적인 단점이 하나 있는데 변압이 힘들어서 초고압이 아닌 이상 전기를 장거리로 보낼 수 없다는 것이다. 전기가 갓 보급되기 시작했던 초기에는 교류에 대한 기초 지식이 부족하다보니[3] 발전 및 송전 시설들이 직류를 다루도록 설계 되었다. 하지만 직류는 승압과 강압이 어렵다보니 송전 시에 오만가지 트러블이 발생했다. 송전 가능한 거리도 너무 짧고 손실도 너무 크고 어찌어찌 받아보니 전압이 일정하지도 않았던 것이다. 만일 직류만으로 전기를 충분히 공급하게 하려면 도시 내 변전소를 매우 많이 건설해야하는데 이러면 거기에 들어가는 설비의 제조값과 유지보수값이 늘어나서 전기가 비싸지게 된다. 이 때문에 송변전 분야에서는 훨씬 더 경제적인 교류에게 완전히 밀려나게 되었다. 즉 경제적인 문제라는 하나의 문제가 심각하게 발목을 잡아서 대체된 기술이 되어버린 것. 현대 발전소들이 거주지와 멀찍이 떨어진 한적한 곳에 설치된 이유도 교류 방식을 쓰기 때문이다. 교류 방식을 쓰면 거주지와의 사이에 변전소를 서너개만 설치해도 안정적인 전기 공급이 가능하다. 또한 직류에는 회로 차단시 아크 방전이 쉽게 발생한다는 단점 또한 있어 같은 스위치/차단기더라도 직류 내압이 교류 내압보다 수분의 1로 낮은 경우가 흔하다.
전기 공급방식이 교류로 바뀐 이후에도 직류 기술은 나날이 발전하였다. 각종 전력 소자와 전기를 다루는 기술의 눈부신 발달로, 직류도 초소형 변압 회로가 흔히 쓰일 수 있게 되었고, 필요하다면 수십만 볼트 이상도 만들어 낼 수 있게 되었다. 일단 현대에서도 일반적인 지역간 송전에는 교류가 주로 쓰이지만, 지상 600 km 혹은 해저/지하 50 km 이상 송전시에는 무효전력이 없는 직류 쪽의 전류량 손실이 적기 때문에, 초고압 직류 송전 HVDC[4]에 대해 많은 연구와 활용이 이뤄지고 있다. 차세대 송전법으로 기존 초고압 교류전기 송전 대비 이점이 있으며, 고부가가치 사업으로 분류된다. 특히 국토가 넓은 중국, 인도, 브라질, 오스트레일리아 등에서 사용하고 있으며, 한국에서도 한반도- 제주도 간 송전의 경우 교류가 아닌 직류를 송전하고 있다. # 유럽연합에서도 교류 송전을 직류 송전 그리드로 바꾸는 것을 추진하고 있다. 2023년 HD현대에서는 1 MW급 건물용 직류배전설비가 실상용화되었다. # 미래에 상용화가 기대되는 초전도 케이블 송전방식에서도 교류는 손실이 발생하기에 초전도체를 통한 직류 송전이 연구되고 있다.
[1]
상대되는 개념인
교류는 AC(Alternating Current).
[2]
전기를 적게 소모하는 제품이면 자체적으로 변압과 정류가 가능하지만 전류를 많이 소모한다면 보조장비를 달아줘야 하는데 이게 종종 몇몇 전자기기(프린터,게임기가 대표적)의 콘센트가 무식하게 크거나 중간에 큰 무언가가 달려있는 이유이다. 그리고 그런 콘센트는 자리를 너무 차지해서 꽃다가 개고생하게 된다.
AVGN이 특히 싫어하는 콘센트 유형
[3]
직류와 교류는 동시대인 19세기에 발견되었다. 이후 상업화 부문에서 직류는
토머스 에디슨이, 교류는
니콜라 테슬라가 주도하였다.
[4]
High Voltage Direct current ; 초고압 직류 (송전)