什麽是功率因數

功率因數是交流電路的重要技術數據之一 。功率因數的高低 ，對於電氣設備的利用率和分析 、研究電能消耗等問題都有十分重要的意義 。
所謂功率因數 ，是指任意二端網絡（與外界有二個接點的電路）兩端電壓U與其中電流I之間的位相差的餘弦  。在二端網絡中消耗的功率是指平均功率 ，也稱為有功功率 ，它等於 ：P=UIcosΦ
   由此可以看出 ，電路中消耗的功率P ，不僅取決於電壓V與電流I的大小 ，還與功率因數有關 。而功率因數的大小 ，取決於電路中負載的性質 。對於電阻性負載 ，其電壓與電流的位相差為0 ，因此 ，電路的功率因數最大（） ；而純電感電路 ，電壓與電流的位相差為π／2 ，並且是電壓超前電流 ；在純電容電路中 ，電壓與電流的位相差則為－（π／2） ，即電流超前電壓 。在後兩種電路中 ，功率因數都為0 。對於一般性負載的電路 ，功率因數就介於0與1之間 。
   一般來說 ，在二端網絡中 ，提高用電器的功率因數有兩方麵的意義 ，一是可以減小輸電線路上的功率損失 ；二是可以充分發揮電力設備（如發電機 、變壓器等）的潛力 。因為用電器總是在一定電壓U和一定有功功率P的條件下工作 ，由公式
                      I=P/UcosΦ
    可知 ，功率因數過低 ，就要用較大的電流來保障用電器正常工作 ，與此同時輸電線路上輸電電流增大，從而導致線路上焦耳熱損耗增大 。另 ，在輸電線路的電阻上及電源的內組上的電壓降 ，都與用電器中的電流成正比 ，增大電流必然增大在輸電線路和電源內部的電壓損失 。因此 ，提高用電器的功率因數 ，可以減小輸電電流 ，進而減小了輸電線路上的功率損失 。
提高功率因數 ，可以充分發揮電力設備的潛力 ，這也不難理解 。因為任何電力設備 ，工作時總是在一定的額定電壓和額定電流限度內 。工作電壓超過額定值 ，會威脅設備的絕緣性能 ；工作電流超過額定值 ，會使設備內部溫度升得過高 ，從而降低了設備的使用壽命 。對於電力設備 ，電壓與電流額定值的乘積 ，稱為這台設備的額定視在功率S額即
                      S額＝U額I額
    也稱它為設備的容量 ，對於發電機來說 ，這個容量就是發電機可能輸出的最大功率 ，它標誌著發電機的發電潛力 ，至於發電機實際輸出多大功率 ，就跟用電器的功率因數有關 ，用電器消耗的功率為
                      P=S額cosΦ
    功率因數高 ，表示有功功率占額定視在功率的比例大 ，發電機輸出的電能被充分地利用了 。例如 ，發電機的容量若為15000千伏安 ，當電力係統的功率因數由0．6提高到0．8時 ，就可以使發電機實際發電能力提高3000千瓦 ，這不正是發揮了發電機的潛力嗎 ？設備的利用也更合理 。從這個角度來講 ，功率因數可以表示為有功功率與機在功率的比值 ，即
                      cosΦ=P/S額
    如何提高功率因數 ，是電力工業中需要認真考慮的一個重要而又實際的問題 。在平常遇到的電感性負載的電路中 ，例如日光燈電路 ，一般采用並聯合適的電容器來提高整個電路的功率因數 。至於如何提高電器設備本身的功率因數 ，在生產技術中有很多方法 ，但這是一個比較專門的問題，不在這裏介紹了 。