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为什么RC时间常数的倒数是角频率w,而不是频率f

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
角频率w=2*pi*f时间常数t=RC,RC的单位应该是秒s
这大家都知道
池保勇的书 《模拟集成电路与系统 Analog Integrated Circuits and Systems》
第110页,式(3—109)该怎么解释啊,
为什么RC时间常数的倒数是角频率w,而不是频率f

是啊,以前都没想过

从根本上说
这是因为信号的表示方法是 sin(w*t),而不能表示成 sin( f*t)
而这是因为sin函数里面只能是弧度,而 w*t正是弧度
对于电容,i=C*(dV/dt),故求导后提出来的是w,而不是 f
故无论怎么变化,电路的微分方程中只会出现w,而不会出现f

谢谢,一直困惑这个问题,这样解释就明白了

在复平面上就是用W,而不是F,复平面上的极点和零点如S1=gm/c等都是用W来表示的。

同有这个疑惑。
但是还是没搞清楚单位上应该怎么解释,τ的单位是s,ω的单位是rad/s

跟sin(wt) sin(ft)没什么关系,因为w和f之间就是简单的一个线性比例关系,这个问题问得到很基本的东西上面去了,就像1米为什么是这么长?一公斤为什么是这么重?,1Hz就是一秒钟动一次,w=2pi*f的意思就是一秒钟转2Pi弧度,就是一秒钟转一圈,同一物理现象的不同数学描述而已啦。
我要是基础物理的开创者,我就把每一个弧度细分为现在的一半,那一圈就是4pi弧度,那现在的公式不就是w=4pi*f了,呵呵

我认为单位只是两个不同的表达方式而已...w = 2*pi*f...而2*pi是常数..无单位的...所以f的单位与w的单位本质上应该是一样的...

呵呵,其实你跟我说的是一回事
就是个定义的问题
定义都是人定的,别人定好了,我们按照约定俗成的定义办就行
所以定义sin函数的人说,sin函数里面要用弧度,那么你就要用弧度,不能用别的
正如你说的,现在别人定义好了w=2pi*f,就只能用这个
就不能是w=4pi*f
所以你跟我说的其实是一码事

至于为何别人定义w=2pi*f
这是有数学上的原因的
因为圆的周长=2pi*半径,这个是不能变的
所以人们将单位1的弧度定义为1/2pi
如果定义成1/4pi,这是很奇怪的

有道理

这个主要是微积分的原因。一般地,求导公式sin(x)'=kcos(x),cos(x)'=-ksin(x)等等,只有使用弧度制时,k才等于1
如果我们使用频率制(姑且这么称呼),将表达式写成sin(ft),这也是可以的,但是sin(ft)'就不等于fcos(ft)了,因为频率制的k=2pi,不但三角函数公式要改写,欧拉公式等等都要改写,以此为基础的拉普拉斯变换(s域变换,根轨迹),傅里叶变换,正弦稳态相量法(波特图)等等,都要改写,有些项是追加系数
2pi,有些是2pi平方,等等,够你受的。
所以说,这并不是单单比例的关系,7楼你把每一个弧度细分为现在的一半当然可以,我们把它称为andrew1986制,这种制k=1/2,你要是基础物理的开创者,要么我们现在默默忍受教材里又长又臭的公式,要么我们干脆改过来,事实上,对最先出现的角度制,我们就是这么干的!

这个解释好

感谢大家的讨论,学到很多!

学到很多

长见识了

好问题。

That explanation was really good . People are not senseless to define a constant like pi. and angular frequency is the number of revolutions made per second

这是欧拉公式展开的结果,电路理论的基础知识。

学习学习

f

是因为W是一个数,可直接参与运算,而f是一种由数转换而来的一种表示方法

初相位为0,一个正弦电压的表示通式v(t)=U0sin(a*t),展开
v(t)=U0sin(γt)角度制
v(t)=U0sin(ωt)弧度制
v(t)=U0sin(ft)频率制
v(t)=U0sin(ψt)andrew1986制
所以3楼的认识是不正确的,v(t)=U0sin(ft) 这个式绝大部分人都会认为它是错误的,但是它一点问题都没有,
不过要注意的是,一但写出该式,意味着采用了频率制,你就要遵循频率制的一切公式,例如求导,不可写出v'(t)=f*U0cos(ft),这是错误的

哈哈,其实所有表征角度的东西都是弧度,弧度跟频率有个2*pi的关系,不易描述,所有大家都说频率,反而忽视了原来的意义。

学习了

°不是单位么~

单位的问题你弄懂了吗?我不太理解单位的问题。

学习了!

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