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要明白这一点,我们需要从底层开始对电容的相关特性和数学模型进行分析和计算。
为啥我们能很容易接受电阻?

无非就是这个表达式很简洁,可以直接得到一个常数来代替电阻的I-V关系。
分析电路中的元器件时关注的就是I-V的关系,
那电容的I-V关系

和电感的I-V关系

就很好接受,多出来的就是包含了一个时间参数。

时域分析关注的是瞬时下系统输出与输入的关系,因为是瞬时状态,所以表达式里往往包含时间参量t。
对于电路来说,关注的是V-t或者I-t与时间的关系。
对于纯电阻电路,因为I-V关系是一个常数,所以表达式非常简单;
而对于电容电感来说,I-V关系是个微分表达式,
而且电路一复杂起来,解微分方程组可以解的很长很长永无止境。

而频域分析,则是关注特定频率下系统输出与输入的关系,关注稳态,而不是某个瞬间,所以表达式里不含时间了(这是在分析时不变系统)。
频域分析时,一般把信号分解成正弦级数,正余弦函数比较有意思,对它积分或者微分,得到的还是正余弦函数。
也就是说一个正弦电压信号经过纯电抗以后,其电流是一个余弦信号。
既然电压电流的形状没有改变,只是振幅和相位发生了变化,那是不是可以按照欧姆定律,定义一个特定频率下的“电阻”?
所以就有了容抗感抗这样的阻抗,方便我们直接用欧姆定律计算特定频率下的I-V关系,有
和![]()
为什么带
?
因为这个“电阻”跟频率有关。为什么带j?
因为这个“电阻”不是真正的电阻,电压电流有相位差,它不会消耗能量,只是为了方便我们做代数运算,把它当成了“电阻”。

所以,本来时域要解微分方程,现在频域下只需要代数运算,就可以计算出来结果了。再加上工程上分析的系统大多是线性时不变系统,所以只需要把时域信号进行傅里叶分解,把每一个频率分量带入频域分析得到输出,再线性叠加成时域的输出表达式,这下不用解微分方程组也可以得到时域输出的表达式了,是不是很方便。
回到前面的三个小问题。
所谓直流成分,就是
或者
代入得到
和![]()
这就是说直流电压无法通过电容,直流电流在电感上不产生压降。
而上电的瞬间,我们通常认为
或者
信号变化率无穷大,通常意味着信号包含的频率分量无穷大,
所以
无穷大,所以电容的容抗为0,电感的感抗为无穷大。
电容两端电压不能突变,电感电流不能突变,把I-V关系对时间积分就明白了,积分区间无穷小的时候,电压或者电流的变化量也无穷小,所谓不能突变就是指这种情况。