6·21

进阶(证明与补充,可跳过)

Reference
为什么 capacitor 能量是 ½Cv²

P=vi=v⋅Cdvdt=ddt(12Cv2)P = vi = v\cdot C\frac{dv}{dt} = \frac{d}{dt}\big(\tfrac12Cv^2\big)。功率是能量的导数,所以 w=12Cv2+w = \tfrac12Cv^2 + 常数;单边波形在 t≤0t\le0 时 w=0w = 0,常数为 0。inductor 把 vv、ii、CC、LL 对调。

为什么 p 和 1/p 只在单边波形上互逆

p1pf=ddt∫−∞tf=fp\frac1p f = \frac{d}{dt}\int_{-\infty}^t f = f(微积分基本定理)。反过来 1ppf=∫−∞tf′=f(t)−f(−∞)\frac1p p f = \int_{-\infty}^t f' = f(t) - f(-\infty)。只有 f(−∞)=0f(-\infty) = 0 才等于 ff。常数 12 求导是 0,积回去还是 0,不是 12。

6·13 例 2 的能量去哪了

开关前 12⋅3⋅122=216\tfrac12\cdot 3\cdot 12^2 = 216 J,开关后 12⋅9⋅42=72\tfrac12 \cdot 9 \cdot 4^2 = 72 J,少了 144 J。理想电路里它消失在 impulse 电流里;真实电路里导线和开关有一点电阻,能量变成热(或者打火、辐射)。无论电阻多小,损失都是这么多:电阻越小,电流越大、持续越短,∫Ri2 dt\int Ri^2\,dt 不变。

Miller 等效的推导细节

跨接元件电流 ia=v1−v2Z=v1(1−μ)Zi_a = \frac{v_1 - v_2}{Z} = \frac{v_1(1 - \mu)}{Z},所以从节点 1 看像是接地的 Z1−μ\frac{Z}{1-\mu}。同理 ib=v2−v1Z=v2(1−1/μ)Zi_b = \frac{v_2 - v_1}{Z} = \frac{v_2(1 - 1/\mu)}{Z}。前提是 μ\mu 不因接上 ZZ 而改变(放大器输出端是理想电压源时成立)。