为什么电容是线性元件?

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匿名用户1024   2021-5-31 04:34   16929   5
电压和电流呈线性关系的元件称之为线性元件,很明显电容不符合这一点,但是电容是线性元件,求大神解释一下。
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5 个回复

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2#
有关回应  16级独孤 | 2021-5-31 04:34:27
这里所指的不是针对直流电路而言,而是指交流电路。
我们来看下图:

1.先来计算图1各电阻的分压,看看有什么特点



合计:
由于50/(6+9+17)=1.5625其实就是电流。如果我们把电压增加,电流也增加,而且电流增加的比例与电压增加的比例相同,也即du/di=常数。
我们说,这就是线性电路。
2.我们用相量法来计算图2
注意:这里的相量不是向量,是一种专门用于交流正弦参量的计算方法。此时,图2中的参量是阻抗,其本质是复数,用Z来表示。

注意:电阻的电压与电流相位相同,故电角度为零;电感的电压超前电流90度,而电容的电压落后电流90度,故前者为
3#
有关回应  16级独孤 | 2021-5-31 04:34:28
对于一个电容,其上的电压和流过的电流(取关联参考方向)满足:i=Cdu/dt。
(1)齐次性
           若取u2=2u1.则           i2=Cdu2/dt=Cd(2u1)/dt=2*Cdu1/dt=2i1
即电压变为原来的2倍,通过其的电流在相同时刻也变为原来的2倍。
所以满足齐次性。
(2)可加性
          若取u=u1+u2.则
i=Cd(u1+u2)/dt=Cdu1/dt+Cdu2/dt=i1+i2
即:当加在其上的电压等于两个电压之和时,通过其的电流也等于两个电压分别作用时分别通过的电流i1和i2相加。
所以满足可加性。
综上,电容是线性元件。

更准确的说,对于电容元件,通过其的电流和加在它上面的电压满足线性的微分关系。
4#
有关回应  16级独孤 | 2021-5-31 04:34:29
因为满足齐次性和可加性,所以叫它线性元件...
其实有点像说废话...
根本的原因是原件的特性不随时间的变化而变化,因为电荷增量和电压增量的比值保持不变。也就是系统里定常的概念。换句话说,就是元件的性质不会由于环境的变化而变化。
反应到形式上就是可以写成传递函数,满足齐次性和可加性。
5#
有关回应  16级独孤 | 2021-5-31 04:34:30


这不就是线性的吗?
6#
有关回应  16级独孤 | 2021-5-31 04:34:31
满足其次型和可加性,好好学习线性代数
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