电路基础
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电路基础一. 电路基础知识 (1)电流的形成1.形成:电荷的定向移动形成电流说明:(1)该处电荷是自由电荷。
(2)对金属来讲是自由电子定向移动形成电流;对酸、碱、盐的水溶液来讲,正负离子定向移动形成电流。
(化学中将提到) 2.方向的规定:把正电荷移动的方向规定为电流的方向。
说明:(1)在电源外部,电流的方向从电源的正极到负极。
(2)电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。
如下图(2)电压 电压是什么?(1)要让一段电路中产生电流,它的两端就一定要有电压,即电压是使电路中的自由电荷发生定向移动形成电流的原因。
(2)电源提供电压。
☆由此可知电流形成的条件:①有电源(电压) ②通路(电路闭合) (3)判断电压表测量对象将电源去掉,从电压表一端出发绕一圈回到电压表另一端,被圈住的元件即为电压表所测对象。
(3)电阻 1.电阻是什么?表示导体对电流阻碍作用的大小。
(导体对电流的阻碍作用越大,电阻就越大)。
2.电阻的类型有两种:定值电阻和可变电阻 变阻器:能改变接入电路中电阻大小的元件 1.滑动变阻器:V 1V 2L 1L 2图3(1)结构:电阻丝、绝缘管、滑片、接线柱等。
电阻丝的外面涂着绝缘漆,绕在瓷筒上。
(2)铭牌:例如一个滑动变阻器标有“50Ω,2A ”表示的意义是:最大阻值是50Ω,允许通过的最大电流是2A 。
(3)原理:改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻,从而改变电路中的电流。
(4)作用:①改变电路中的电流和电压;②对电路起保护作用。
(5)正确使用:①(通常)串联在电路中使用;②接线要“一上一下”(同时用上面的两个接线柱相当于导线,同时用下面的两个接线柱相当于一个定值电阻);③闭合开关前应把阻值调至最大(此时电流最小的位置,对电路起保护作用) 2.电位器:(1)机械电位器;(2)数字电位器二.电路结构1.电路的基本构成:电源、用电器、开关、导线2.只有电路闭合时,电路中才有电流。
3.电路图: 用规定的符号表示电路连接的图叫做电路图。
1、最基本的电路是由电源、开关、导线、用电器等部分构成。
2、用电器:像灯泡这样利用电能工作,把电能转变为其余形式的能的装置叫做用电器。
如:电灯,电视机,电动机,电铃等。
3、电源:为用电器供给电能的装置叫电源。
如发电机,电池等。
电源是把其余形式的能转变为电能。
如干电池是把化学能转变为电能。
发电机则由机械能转变为电能。
4、开关:在电路中,控制电路通断的装置叫开关。
5、导线:把电源、开关、用电器、连结起来起导电作用的金属线称为导线。
6、电路的三种状态:通路、断路、短路。
7、通路:连结好电路后,闭合开关,灯泡发光。
这类到处连通的电路,叫做通路。
(又叫闭合电路 )8、断路:一个电路假如没有闭合开关,或导线没有连结好,电路在某处断开,处在这类状态的电路叫做断路。
(又称开路 )9、短路:不经过用电器,直接用导线把电源两极连结起来的电路,叫做短路。
10、电路图:我们常用规定的符号表示电路中的元器件,把这些符号用代表导线的线段连结起来,就能够表示由实物构成的电路,这类图就叫做电路图。
11、电路的连结方式分:串连和并联两种。
12、电流方向:人们规定正电荷定向挪动的方向为电流的方向。
13、电流用符号 I 表示,国际单位是:安培 (A) 常用单位是:毫安(mA) 、微安 (μA) 。
1 安培 =103 毫安 =106 微安。
14、丈量电流的仪表是:电流表,它的使用规则是:①电流表要串连在电路中;②接线柱的接法要正确,使电流从“ +”接线柱入,从“ -”接线柱出 ;③被测电流不要超出电流表的量程;④绝对不同意不经过用电器而把电流表连到电源的两极上。
15、实验室中常用的电流表有两个量程:① 0~安,每小格表示的电流值是安;② 0~3 安,每小格表示的电流值是安。
16、电压 (U): 电压是使电路中形成电流的原由,电源是供给电压的装置。
电路中有电压不必定有电流,有电流电路的两头必有电压。
17、电压 U 的国际单位是:伏特(V); 常用单位是:千伏(KV) 、毫伏(mV) 、微伏 (μ V) 。
一、认识电路1. 电路的基本组成:电源——将其他能转化为电能的装置用电器——将电能转化为其他形式能的装置开关——控制电路的通断导线——起连接作用,传输电能2. 电路图:用规定的符号表示电路连接情况的图。
填写以下电路图符号:电源开关灯泡变阻器电流表电压表3. 电路的连接方式:串联和并联二、探究不同物质的导电性能1. 导体:容易导电的物体。
如:常见金属、酸碱盐的水溶液、人体、大地、石墨等。
容易导电的原因:有大量的自由电荷。
(具体情况:金属中有大量的自由电子;酸碱盐的水溶液中有大量的自由离子)2.绝缘体:不容易导电的物体。
如:油、酸碱盐的晶体、陶瓷、橡胶、纯水、空气等。
不容易导电的原因:几乎没有自由电荷。
3.良好的导体和绝缘体都是理想的电工材料,导体和绝缘体没有明显的界限。
三、电流1. 电流的形成:电荷的定向移动形成电流。
(在金属导体中,能够做定向移动的是自由电子;在酸碱盐溶液中,能够做定向移动的是正离子和负离子)2. 电流的方向:正电荷定向移动的方向为电流方向。
按照这个规定,负电荷定向移动的方向和电流方向相反。
3. 电流用字母I表示,国际单位是安培,简称安,符号A。
比安小的单位还有毫安(mA)和微安(μA):1A=103 mA 1 mA=103μA4. 实验室常用的电流表有两个量程:0—0.6A(分度值0.02A);0—3A(分度值0.1A)四、电压1电压的作用(1)电压是形成电流的原因:电压使电路中的自由电荷定向移动形成了电流。
电源是提供电压的装置。
(2)电路中获得持续电流的条件:①电路中有电源(或电路两端有电压);②电路是连通的。
(3)在理解电流、电压的概念时,通过观察水流、水压的模拟实验帮助我们认识问题,这里使用了科学研究方法“类比法”2 电压的单位(1)国际单位:V 常用单位:kV 、mV 、μV换算关系:1Kv=1000V 1V=1000mV 1mV=1000μV(2)记住一些电压值:一节干电池1.5V 一节蓄电池2V家庭电压220V 安全电压不高于36V3 电压测量:(1)仪器:电压表,符号:(2)读数时,看清接线柱上标的量程,每大格、每小格电压值(3)使用规则:两要、一不①电压表要并联在电路中。
电路知识入门基础知识电路知识入门基础知识电路是指电流在一定路径上流动的方式。
了解基础的电路知识对我们理解和应用电子设备至关重要。
本文将介绍一些电路的基础知识。
1. 电流:电子通过导体(如金属线)流动时形成的电流。
电流的单位是安培(A)。
电流可以通过电流表来测量。
2. 电压:电流在电路中流动时的势能差。
电压的单位是伏特(V)。
电压可以通过电压表来测量。
3. 电阻:电阻是电路中阻碍电流流动的元件。
电阻的单位是欧姆(Ω)。
电阻可以通过电阻表来测量。
4. 电路图:电路图是用符号和线条表示电路的图示。
电路图中通常包括电源、导线、电阻、电容、电感等元件。
5. 并联和串联:在电路中,元件可以连接成并联或串联。
在并联电路中,元件是平行连接的,电流会在元件之间分流。
在串联电路中,元件是依次连接的,电流会依次通过每个元件。
6. Ohm定律:Ohm定律是电路学最基本的定律,它描述了电流、电压和电阻之间的关系。
Ohm定律的数学表达式为V=IR,其中V代表电压,I代表电流,R代表电阻。
根据Ohm定律,电阻越大,电压和电流之间的关系越大。
7. 电容:电容是一种存储电荷的元件。
它由两个导体之间的绝缘介质隔开。
电容的单位是法拉(F)。
电容可以在电子设备中用来储存电荷、滤波和调节电压。
8. 电感:电感是电流产生感应电压的元件。
它由线圈组成,当电流通过线圈时会产生磁场。
电感的单位是亨利(H)。
电感可以用来过滤、滤波和储存能量。
9. 逻辑门:逻辑门是数字电路中用于处理逻辑运算的元件。
常见的逻辑门有与门、或门、非门等。
逻辑门可以用来构建计算机和其他数字电子设备。
10. 模拟电路和数字电路:电路可以分为模拟电路和数字电路。
模拟电路处理连续的信号,例如声音和光线。
数字电路处理离散的信号,例如数字音频和图像。
模拟电路和数字电路通常在电子设备中同时存在。
以上是电路知识的基础知识介绍。
希望通过本文的介绍,读者能对电路有一个初步的了解,并能在日常生活和学习中应用这些知识。
电路基础知识了解电路的组成和工作原理电路基础知识:了解电路的组成和工作原理电路是电子设备中最基本的组成部分,理解电路的组成和工作原理对于学习和应用电子技术至关重要。
本文将深入探讨电路的基础知识,包括电路的组成以及电流、电压和电阻的工作原理。
一、电路的组成电路由电源、导线和负载三部分组成。
1. 电源电源是电路中提供电流的能源。
常见的电源包括电池和电源适配器。
电源的作用是通过产生电压差使电流流经电路。
2. 导线导线是电流的传输通道。
常见的导线材料包括金属线和导电塑料。
导线的主要作用是将电流从电源传输到负载。
3. 负载负载是电路中消耗电能的装置。
负载可以是发光二极管(LED)、电阻、电动机等。
不同负载具有不同的电阻特性和功率消耗。
二、电流的工作原理电流是电荷的流动。
当电源施加电压差时,电荷从正极流向负极,形成了电流。
1. 电荷电荷是电子的基本单位,具有正(+)和负(-)两种性质。
正电荷和负电荷之间的吸引力和排斥力形成了电场。
2. 电压电压是电场力量的度量,用于推动电荷在电路中移动。
单位是伏特(V)。
电压差越大,电荷流动越快,电流也越大。
3. 电流电流是单位时间内通过导线的电荷量。
单位是安培(A)。
电流的大小取决于电压差和电阻的比例关系,由欧姆定律描述:I = V / R,其中I为电流,V为电压,R为电阻。
三、电压的工作原理电压是电势差的度量,表示电荷在电路中移动的能力。
1. 电势差电势差是指电路两点之间的电压差异。
单位是伏特(V)。
电势差越大,表示两点之间的电荷移动能力越强。
2. 串联电路串联电路是指多个电器依次连接,电流从一个电器流向下一个电器。
在串联电路中,电压分配根据电阻的比例进行。
根据欧姆定律,电阻值越大,电压分配越均匀。
3. 并联电路并联电路是指多个电器同时连接到电源导线上。
在并联电路中,电压相同而电流分配根据电阻的比例进行。
根据欧姆定律,电阻值越大,分配的电流越小。
四、电阻的工作原理电阻用来限制电流流动。
电路基础知识点总结一、电压电流电流的参考方向可以任意指定,分析时:若参考方向与实际方向一致,则i>0,反之i<0。
电压的参考方向也可以任意指定,分析时:若参考方向与实际方向一致,则u>0反之u<0。
2.功率平衡一个实际的电路中,电源发出的功率总是等于负载消耗的功率。
3.全电路欧姆定律:U=E-RI4.负载大小的意义:电路的电流越大,负载越大。
电路的电阻越大,负载越小。
5.电路的断路与短路电路的断路处:I=0,U≠0电路的短路处:U=0,I≠0。
二、基尔霍夫定律:1.几个概念:支路:是电路的一个分支。
结点:三条(或三条以上)支路的联接点称为结点。
回路:由支路构成的闭合路径称为回路。
网孔:电路中无其他支路穿过的回路称为网孔。
2.基尔霍夫电流定律:(a)定义:任一时刻,流入一个结点的电流的代数和为零。
或者说:流入的电流等于流出的电流。
(b)表达式:i进总和=0 或: i进=i出(c)可以推广到一个闭合面。
三、基尔霍夫电压定律定义:经过任何一个闭合的路径,电压的升等于电压的降。
或者说:在一个闭合的回路中,电压的代数和为零。
或者说:在一个闭合的回路中,电阻上的电压降之和等于电源的电动势之和。
电位的概念(1)定义:某点的电位等于该点到电路参考点的电压。
(2)规定参考点的电位为零。
称为接地。
(3)电压用符号U表示,电位用符号V表示(4)两点间的电压等于两点的电位的差。
(5)注意电源的简化画法。
四、理想电压源与理想电流源1.理想电压源(a)不论负载电阻的大小,不论输出电流的大小,理想电压源的输出电压不变。
理想电压源的输出功率可达无穷大。
(b)理想电压源不允许短路。
2.理想电流源(a)不论负载电阻的大小,不论输出电压的大小,理想电流源的输出电流不变。
理想电流源的输出功率可达无穷大。
(b)理想电流源不允许开路。
3.理想电压源与理想电流源的串并联(a)理想电压源与理想电流源串联时,电路中的电流等于电流源的电流,电流源起作用。
任何一个完整的电路都必须由电源、负载和中间环节三个基本部分组成。
电路的作用是对电能进行传输、分配和转换;对电信号进行变换、传输和处理。
电路是由一些电器设备或组件,为实现能量的传输、分配和转换或实现信息的变换、传输和处理而构成的组合的总称。
实际应用的电路种类很多,形式和结构各不相同,但其主要组成可分为三部分,即电源、负载、中间环节。
电流通过的闭合路径称为电路。
电路主要由电源、负载及中间环节组成。
电路的作用有两个方面:一是实现能量的传输、分配和转换;二是实现信息的变换、传输和处理。
具有单一电磁特性的电路组件称为理想电路组件,由它们组成的电路称为电路模型。
所谓理想电路组件,是指其电磁特性是单一的,可以用来表征实际组件主要电磁性质的理想化的模型组件。
由理想电路组件代替实际电路组件组成的电路,称为电路模型。
反映实际电路器件耗能电磁特性的理想电路组件是电阻器组件;反映实际电路器件储存磁场能量特性的理想电路组件是电感组件;反映实际电路器件储存电场能量特性的理想电路组件是电容组件。
实际的电路组件电磁性能非常复杂,为了掌握元器件最本质的物理特性,研究电路的基本规律,通常把实际的电路组件抽象成理想的电路组件。
如一个最简单的线绕式电阻器,从能量转换的角度看,其主要作用是将电能转换成热能,因此电阻器是一个耗能组件;如果从电磁感应的角度看,当电流流过电阻器时,一部分电能将转化为电磁能储存起来。
但是二者比较,电能转变成热能是主要的,因此电阻的主要电磁性能是消耗电能。
所有的电阻器以及白炽灯、电炉、电烘箱等借助电阻发热而达到其应用目的的实际设备,均可抽象为理想电阻组件。
同样,电感是表征储存磁场能量的理想电路组件,电容是表征储存电场能量的理想电路组件。
电路图是用国家统一规定的图形、文字、符号表示的电路。
将实际电气组件抽象为理想电路组件,用国家统一规定的图形、文字、符号来表示的电路,称为电路图。
电路图上标示的电流、电压方向均为参考方向。
若某组件是负载时,该组件两端的电压和通过组件的电流方向应为实际方向。
习惯上将正电荷移动的方向规定为电流的实际方向。
为了分析和计算电路,就需要假设一个电流的方向,这个假设的方向称为参考方向,在电路中用箭头表示。
电压的实际方向规定为由高电位端指向低电位端,即电位降低的方向。
对于复杂电路,电压的实际方向有时很难确定,因此也需要假设一个参考方向。
电流的实际方向规定为正电荷的运动方向;衡量电流大小的物理量是电流强度。
习惯上将正电荷移动的方向规定为电流的实际方向。
电流的大小用电流强度来衡量。
电位与电压的区别是同一点的电位随参考点而改变,两点之间的电压却不因其它条件而改变。
电位的高低与参考点的选择有关,电路中两点之间的电压就是这两点之间的电位差。
参考点的不同,电路中各点电位亦随之不同,但任意两点间的电位差不会改变。
直流电路中负载获得最大功率的条件是负载电阻与电源的等效内阻相等;最大功率的计算公式为02max 4R U P =。
由线性有源二端网络传递给负载L R 的功率为最大的条件为:负载L R 与线性有源二端网络的等效内阻相等。
满足L R =0R 时,称为负载与电源匹配或称阻抗匹配,此时,负载所获得的最大功率为:02max 4R U P = 负载L R 欲从线性有源二端网络获得最大功率,必须满足匹配条件,即负载L R 与线性有源二端网络的等效内阻0R 相等。
此时负载所获得的最大功率为:02max4R U P =串联电路的特点是:各电阻的电流为同一个电流,总电压等于各个电阻上的分电压之和。
电阻串联具有以下的特点:(1)通过串联电阻的电流为同一个电流,即电流处处相等。
(2)串联电阻的总电压等于各个电阻上的分电压之和。
(3串联的等效电阻等于各个串联分电阻之和。
(4)各个串联电阻上分配到的电压与其电阻值成正比。
电阻串联:①串联回路电流处处相等;②串联电阻上的总电压等于各个电阻上的电压之和;③串联总的等效电阻等于各个串联电阻之和;④串联电阻上分配到的电压与电阻值成正比。
并联电路的特点是:各电阻的电压为并联电阻的总电压,总电流等于各个并联电阻通过的电流之和。
电阻并联具有以下的特点:(1)并联电阻的总电压等于各个并联电阻的电压;(2)并联电阻的总电流等于各个并联电阻通过的电流之和;(3)并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和;(4)各电阻分配到的电流与其电阻值成反比。
电阻并联:①并联的各个电阻电压相等;②并联电路的总电流等于各个并联支路的电流之和;③并联电路等效总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和;④各电阻分配到的电流与其电阻值成反比。
ab 两点间电压与这两点的电位关系,用公式表示为b a ab V V U -=。
若ab U =0,则a 、b 两点称为等电位点;若ab U >0,电压的方向为a 指向b ;若ab U <0,电压的方向为b 指向a 。
电位与电压的关系是:b a ab V V U -=电路中任意两点之间的电压总等于这两点电位差。
在电路中任选一点作为参考点,则其他各点到参考点之间的电压叫各点的电位。
若选0点为参考点,则a 点的电位为a V 。
在电路中,若a Φ>b Φ,即a 点电位高于b 点电位,则a V >b V ,电a 点指向b 点。
电路中任意一点的电位是指该点到参考点的电压,是相对的量,其高低、正负,取决于参考点。
基尔霍夫电流定律的内容是:在任一瞬间,汇集于电路任一节点的各支路电流的代数和为零,数学表达式为∑=0I 。
∑=0I就是说,在任一瞬时,电路中任一节点上电流的代数和为零。
I基尔霍夫第一定律——节点电流定律(KCL)的一般形式:∑=0基尔霍夫电压定律的内容是:在任一瞬间,电路中任一回路内的各支路电压的代数和为零,U。
数学表达式为∑=0U表明,在任一瞬时,沿回路绕行一周,回路中各电压降的代数和为零。
式∑=0U基尔霍夫第二定律——回路电压定律(KVL)的表达式:∑=0理想电压源是一个二端元件,它的电压与电流无关,或者是提供恒定电压(直流情况),或者是提供一定时间函数。
理想电压源的电流(及功率)则是任意的,由外部电路定。
理想电压源是一个理想的二端元件,其两端电压是一个定值或一定的时间函数,与通过它的电流无关。
其中,提供恒定电压的电压源称为直流电压源,提供一定时间函数的电压源称为交流电压源。
理想电压源输出电压为一定值或者一定的时间函数,其电流由外部电路决定理想电流源是一个二端元件,它的输出电流与其电压无关,保持定值或者是一定的时间函数。
理想电流源的电压(及功率)则是任意的,由外部电路定。
理想电流源是一个理想的二端元件,其端电流保持定值或一定的时间函数,与两端的电压无关。
理想电流源输出电流为一定值或者一定的时间函数,其电压由外部电路决定实际电源可用一个理想电压源和一个内阻r的串联连接组合来模拟,称为实际电压源,也可用一个理想电流源和一个内阻r的并联连接组合来模拟,称为实际电流源。
实际电压源可等效为一个理想电压源与一个内阻r的串联。
实际电流源可等效为一个理想电流源与一个内阻r的并联。
有m条支路、n个节点的电路,应用支路电流法可列出m个独立方程,其中节点电流方程为n-1个,回路电压方程为m-(n-1)个。
若电路中有n 个节点,则有n-1个节点是独立节点,该电路可以列出n-1个独立方程。
若电路中有n 个节点,电路的支路数为m ,则有m-(n-1)个独立回路,选定回路绕向,可列出m-(n-1)个独立回路方程铁磁性物质的磁状态,一般由磁化曲线决定。
这种曲线表明了铁磁性物质中的磁感应强度和磁场强度的函数关系。
铁磁性物质的磁化特性常用磁化曲线(B~H曲线)表示。
从铁磁性物质的磁化曲线来看,铁磁性物质的B和H的关系为磁饱和性关系,其磁导率不是常数,要随H的变化而变化。
铁磁性材料的性质称为磁饱和性。
铁磁性物质的磁导率μ不是常数,它随H变化。
B~H关系为非线性关系,磁导率μ不是常数。
铁磁性物质的磁感应强度的改变落后于磁场强度的改变现象叫磁滞。
当磁场强度减小到零时铁磁性物质所保留的磁感应强度叫做剩磁。
使铁磁性材料中的磁感应强度降为零所需施加的反向磁场强度叫做矫顽力。
当H下降至零时,B不为零,而等于r B 。
这种从感应强度的变化滞后于磁场强度变化的现象称为磁滞。
r B 称为剩磁感应强度,简称剩磁。
为了消除剩磁,必须改变磁场方向。
待c H H -=时,B=0,这一过程称为去磁。
c H 是为了抵消剩磁所需要的反向磁场强度,称为矫顽力。
硬磁材料的磁滞回线较宽,剩磁和矫顽力都大,这类材料适宜做磁铁。
硬磁材料磁滞回线较宽,矫顽磁力和剩磁大。
铁磁性物质的磁化特性是:①高导磁性;②存在磁饱和性;③具有磁滞性。
磁路的磁通可以分为两部分,绝大部分是通过铁芯所限定的磁路(包括空气隙)闭合的,叫做主磁通;穿出铁芯,经过磁路周围弱磁性物质而闭合的磁通叫做漏磁通。
铁磁性材料的磁性能具有以下特点:⑴高导磁性。
磁导率μ比非铁磁性材料大得多。
⑵存在磁饱和性。
B~H关系为非线性关系,磁导率μ不是常数。
⑶具有磁滞性。
交变磁化时的B~H曲线为磁滞回线。
由于铁磁性材料的导磁性能比非磁性材料好得多,因此当线圈中有电流流过时,产生的磁通绝大部分将集中在铁芯中,沿铁芯而闭合,这部分磁通称为主磁通,用字母Φ表示。
只有很少的一部分磁通沿铁芯以外的空间而闭合,这称为漏磁通,用s Φ表示。
电荷周围有电场,电场对处在其中的其他电荷有作用力,这种力称为电场力。
只要有电荷,其周围空间就存在电场。
电场对处于其中的任何带电体都要产生作用力,这个作用力就叫做电场力,这体现出电场力的性质。
电场是电荷或带电体周围存在的一种特殊物质,电场对处于其中的电荷产生作用力——电场力。
电力线用来描绘电场,电力线密的地方表示电场强度大,疏的地方表示电场强度小。
电力线的密疏表示电场强度的大小,电力线密的地方电场强度大,电力线疏的地方电场强度小。
在电场中某点放入一检验电荷q ,其所受的电场力为F ,则该点处的电场强度E=q F 。
电场强度的大小与检验电荷的电量无关。
电场强度的方向就是正电荷在电场中所受到电场力的方向。
检验电荷所受到的电场力与其所带电荷量的比值总是一个常数,这个比值仅与该位置处的电场强弱有关,而与检验电荷的电荷量无关。
在电场中某点,检验电荷所受到的电场力F 与它的电荷量q 的比值,叫做该点的电场强度E ,简称场强,公式表示为:E=qF 。
我们规定:电场强度的方向,是正电荷在电场中所受到电场力的方向或负电荷所受到电场力的反方向。
电容是表征电容器特性的物理量,如果某电容器的电量每增加610-C ,两极板之间的电压就增加1V ,则该电容器的电容为F μ1。
电容器两极板间的电荷量Q 与两极板间的电压U 成正比。
对任何一个电容器来说,两者的比值UQ 是一个常数;但对不同的电容器,这个比值不同。