電容電壓和電感電流不能突變的本質(zhì)是什么？
電容電壓和電感電流到底可不可以突變？

電太抽象了，我用水來(lái)解釋。

電容器，顧名思義就是個(gè)儲(chǔ)存電的容器，相對(duì)的就是裝水的容器，比如水杯；電容器儲(chǔ)存的是電荷，而水杯儲(chǔ)存的是水分子，電壓對(duì)應(yīng)的水壓可以理解為水對(duì)容器底部的壓力。

電容器的電壓不能突變，同樣水杯的水壓也不能突變。根本原因是電容器的電荷量不能突變，水杯里的水分子數(shù)量也不能突變。

突變是什么意思？那就是變化過程極快以至于所需的時(shí)間無(wú)窮小。電容器內(nèi)的電荷量如果要改變，就要向里面增加或者減少電荷，而單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)碾姾闪烤褪请娏鳎↖=Q/t），突變意味著t→0，在Q一定的情況下t→0，那么I→∞，也就是說如果電容器的電荷量發(fā)生突變，則需要無(wú)窮大的電流；同樣，水杯中的水分子數(shù)量確定，如果需要在t→0的極短時(shí)間內(nèi)使水分子數(shù)量突變，那就是要有無(wú)窮大的“水流”來(lái)傳輸水分子。正是因?yàn)檫@個(gè)無(wú)窮大的“流”無(wú)法實(shí)現(xiàn)，所以說他們的“量”就無(wú)法突變，由這個(gè)“量”產(chǎn)生的“壓”也就不能突變。

再說說“電感電流不能突變”。

電感是一根導(dǎo)線，我用水管來(lái)描述，這個(gè)可能沒有上面電容例子那樣直觀。

水管內(nèi)充滿了水分子，受到兩端壓力差的作用可以流動(dòng)。如果我想讓水管里的水流方向突變呢？使水流突變可以理解為使水分子的速度改變，這就產(chǎn)生了加速度；水分子是有質(zhì)量的，根據(jù)牛頓第二定律a=F/m可知，要想產(chǎn)生這個(gè)加速度，就要施加力，在力的作用下才能產(chǎn)生這個(gè)加速度；既然是突變，t→0，那就意味著加速度a→∞，那么按照牛二定律要想產(chǎn)生這個(gè)無(wú)窮大的加速度，就要有無(wú)窮大的力；類似的，若要讓電感電流突變，那就要施加無(wú)窮大的電壓。

其本質(zhì)就是能量不能突變。電感中的儲(chǔ)能方式就是將磁芯材料雜亂無(wú)序的磁疇磁化成為一致有序的磁疇（空心電感的儲(chǔ)能也可以類比，雖然不準(zhǔn)確）。電容中的儲(chǔ)能是將無(wú)序的電偶極子（或未被極化的電荷對(duì)）轉(zhuǎn)化為排列一致的電偶極子，都是一種暫態(tài)的儲(chǔ)能過程。

物質(zhì)從無(wú)序到有序需要外界對(duì)其做功，自身的能量（勢(shì)能）增加。當(dāng)從有序恢復(fù)到無(wú)序的自然狀態(tài)時(shí)，就是能量的釋放過程。如果突變，意味著電磁能量憑空少了或多了，除非能把這部分階躍能量轉(zhuǎn)移成別的形式的能量，否則這是不可能的。

還有要提醒的是，在有些情況，電容電壓和電感電流是可以突變的。這時(shí)遵循的是磁鏈?zhǔn)睾愫碗姾墒睾�。本質(zhì)上說是能量守恒和物質(zhì)守恒。