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一维动力学
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2025年12月31日 (三) 13:22的版本
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2025年12月31日 (三) 13:22
→RC电路分析
第176行:
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===模型定义===
===模型定义===
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[[文件:RC_Series_Filter_(with_V&I_Labels).png|300x500像素|none|缩略图|串联RC电路,左侧为输入电压,电阻值为 R,电容值量为 C,输出电压为电容两端的电压。引自<ref name='wikipedia rc circuit'>https://en.wikipedia.org/wiki/RC_circuit</ref>]]
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考虑上图所示的
RC 电路,电阻大小为 <math>R</math>,电容量为 <math>C</math>。记左端输入电压为 <math>V_{\text{in}}</math>,电容器两端的电压 <math>V_{C}</math> 为输出电压,电路中的电流为 <math>I</math>。根据[[基尔霍夫定律]],可得下面的方程
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考虑下图所示的
RC 电路,电阻大小为 <math>R</math>,电容量为 <math>C</math>。记左端输入电压为 <math>V_{\text{in}}</math>,电容器两端的电压 <math>V_{C}</math> 为输出电压,电路中的电流为 <math>I</math>。根据[[基尔霍夫定律]],可得下面的方程
<math>
<math>
第196行:
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</math>
</math>
|{{EquationRef|1}}}}
|{{EquationRef|1}}}}
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[[文件:RC_Series_Filter_(with_V&I_Labels).png|300x500像素|none|缩略图|串联RC电路,左侧为输入电压,电阻值为 R,电容值量为 C,输出电压为电容两端的电压。引自<ref name='wikipedia rc circuit'>https://en.wikipedia.org/wiki/RC_circuit</ref>]]
当 <math>V_{\text{in}}</math> 为恒定电压 <math>V_{0}</math> 时,考虑电容 <math>C</math> 上的充电量 <math>Q</math>。有
当 <math>V_{\text{in}}</math> 为恒定电压 <math>V_{0}</math> 时,考虑电容 <math>C</math> 上的充电量 <math>Q</math>。有
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第221行:
</math>
</math>
其中 <math>\tau = RC</math> 称为[[时间常数]],它决定电容器充电的快慢。
其中 <math>\tau = RC</math> 称为[[时间常数]],它决定电容器充电的快慢。
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[[File:微信图片_20251231123651_61031_78.png|250px|thumb|none|RC 电路系统的相图。横轴为电容器的电量<math>Q</math>,纵轴为电容器电量的变化率<math>\dot{Q}</math>。该系统的相图为一斜率为负的直线,和横轴的交点为 <math>Q=V_0 C</math>,即为系统的稳定不动点。]]
===相图视角===
===相图视角===
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可以将公式
{{EquationNote|(2)}}
写成下面的形式:
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公式
{{EquationNote|(2)}}
对应着写成下面的形式:
<math>
<math>
f(Q) = \dot{Q} = \frac{V_{0}}{R} - \frac{Q}{RC} = -\frac{1}{RC} \cdot Q + \frac{V_{0}}{R},
f(Q) = \dot{Q} = \frac{V_{0}}{R} - \frac{Q}{RC} = -\frac{1}{RC} \cdot Q + \frac{V_{0}}{R},
</math>
</math>
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可见等号右侧的函数是一个截距为正,斜率为负的直线,有一个
[[稳定不动点]] <math>Q = V_{0}C</math>。另外,从该函数也可明显的看出上面的结论:当电容初始电量为零时,依该函数,其电量会一直增长,无限趋于[[稳定不动点]]。
+
该式对应着如下图所示的RC串联电路系统相图,可见相图中为一截距为正,斜率为负的直线,有一个
[[稳定不动点]] <math>Q = V_{0}C</math>。另外,从该函数也可明显的看出上面的结论:当电容初始电量为零时,依该函数,其电量会一直增长,无限趋于[[稳定不动点]]。
+
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[[File:微信图片_20251231123651_61031_78.png|250px|thumb|none|RC 电路系统的相图。横轴为电容器的电量<math>Q</math>,纵轴为电容器电量的变化率<math>\dot{Q}</math>。该系统的相图为一斜率为负的直线,和横轴的交点为 <math>Q=V_0 C</math>,即为系统的稳定不动点。]]
==企业生长模型==
==企业生长模型==
何瑞杰
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