答:功率因数(cosφ)就是交流电路中的电流与电压相位之差(通常是电流落后)角度的余弦值。
功率因数越高,电能的利用率越高。功率因数最高为1,表示相位差为零,全部电能都被负载所利用;功率因数最低为0,表示相位差为90度,全部电能都浪费在线路上了,一点也没被负载所利用。

交流电电路中,不管电压和电流的相位关系,只看电压和电流的乘积叫“视在功率”,其单位是“伏安”(VA)或“千伏安”(KVA)。它不能考核出电能是否消耗,只能考核出电路是否在工作(也就是是否上电),例如变压器的容量就是标明的“视在功率”,它标明了变压器长期工作所能承受的电压和电流的值。
衡量实际电能消耗的部分叫“有功功率”,其值等于“视在功率”乘以电压与电流相位差的余弦值(功率因数)。单位是“瓦”(W)或“千瓦”(KW)。如果电压与电流相位差为零度(同相,属于纯电阻电路)由于电压与电流相位差为零,零度的余弦值等于1,“视在功率”与“有功功率”相等,无功功率等于零。
衡量虽然有电压和电流,但并不消耗电能的那个部分叫“无功功率”,其值等于“视在功率”乘以电压与电流相位差的正弦值。无功功率的单位是“乏尔”(var)简称“乏”,或“乏”的1000倍“千乏”(Kvar)。如果电压与电流相位差正好为90度(正交)那么电压与电流相位差的正弦值等于1(功率因数即余弦值等于0),“视在功率”与“无功功率”相等,有功功率等于零。
电压与电流相位差角度的余弦值叫“功率因数”。是个不名数(没有单位的系数)记做cosφ。功率因数最大值是1,代表全部电能都被负载(用电器具)利用了,这是纯电阻性负载,也就是电压和电流同相时的情况。 功率因数最小值是0,代表全部电能都在负载(用电器具)和电网之间来回折腾着玩,一点也没有被负载利用,都哆嗦(浪费)到电路上了,这是纯电感性或纯电容性负载,电压和电流正交(正好相差90°的电角度)时的情况。如果功率因数是0.82,代表有82%的电能被负载利用了,余类推。功率因数越小,说明电路中负载实际用的电少、交换的多。但是,电路中的电流却不一定小,所以,由于电流大,线路上发热多、电厂的发电机、线路的变压器发热也多,唯一就是用户的电表走的少。也不利于节能,所以,电厂对用户的功率因数有一定的要求。

为减小线路损耗,提高电能的利用率,就要提高功率因数,办法就是根据工作状态,向电路上并联一定数量的电力电容器,这是因为我们平时运用的负载主要是照明、电热和动力三大类,前两类是阻性,动力是感性负载,几乎没有容性负载,所以要并联电容器。这好比在生产地(发电厂)和卖场(用电方)之间增加一个仓库(电容器),暂时卖不了的产品不用退回去,存在仓库里,就减少了来回运输的麻烦和运费(减少线路损耗)。
纯电阻电路的功率因数是多少?
Q=P/S
就是有功功率与视在功率的比值

最基本的功率因数的定义,是用电设备的有功功率与视在功率的比值,表示用电设备(供电设备、配电设备,等等,均看作广义用电设备)的用电效率,早期功率因数的名称叫“力率”,更接近其定义。
在交流电系统中,用电设备主要是电感性设备(如电机、变压器,等等),电感性设备工作时需要先建立一个工作磁场,比如电机要先产生一个旋转磁场,才能是转子转动,然后才能带动其他机械做功。
但是这个建立这个磁场,需要一个能量(或者说:需要一个功率),这个能量在电机工作中不会损耗,但是一直得存在,这个能量就是无功电能,它不对外做功,也不损耗。对外做功的,仅仅是有功功率。
无功电能(或者说:无功功率),与有功电能(有功功率)成直角关系。(原因请查阅电路理论中关于电感的特性),用勾股定理,就计算出他们二者合成的斜边就是“视在功率”。
在纯阻性负载中,电流与电压没有相位差,功率因数为1。x0d纯组电路中,电压与电流满足欧姆定律,二者是线性关系,不是没有关系。x0dx0d另:功率因数是相位角余弦的绝对值,应此不可能有负值出现,只能是0~1。x0dx0d功率因数定义及计算x0d交流电有三个成份:x0d实功率(real power,也称为有功功率,active power),以P来表示,其单位是瓦特(W)。x0d视在功率(apparent power),以S来表示,其单位是伏安(VA),是电压和电流有效值的乘积。x0d无功功率(reactive power),以Q来表示,其单位是无功伏安(var)[3]。x0d功率因子定义如下:x0d.P/Sx0d对于纯正弦波的波形而言,P,Q及S可以用向量来表示,三个向量可以形成满足下式的向量三角形:x0dS^2 = P^2 + Q^2x0dx0d若是电流和电压之间的相位角,则功率因子等于此角的余弦 |cosφ|,且:x0d|P| = |S| * |cosφ|x0dx0d由于单位一致(瓦特、伏安及无功伏安的因次相同),依功率因子的定义可得其为介于0到1之间的无因次量。当功率因子等于0时,功率全部为无功功率,在负载和电源之间往复流动。当功率因子等于1时,所有功率都由负载所消耗。一般功率因子会标示“领先”或“落后”,以表示其电流相对电压相位角的正负号。x0d若接到电源的负载是纯电阻性的负载,电流和电压会同时变化,其功率因子是1,电能在每个周期都完全由电源流到负载端。像是变压器或是任何有绕线的马达等电感性负载,其电流波形落后电压波形。而像电容组或是直埋电缆等电容性负载,其电流波形会先电压波形,这二种负载都会在交流周期中吸收部份能量,储存在电路的电场(由电容产生)或是磁场(由电感产生)中,稍后能量才会回到电源端。x0d若要产生1 kW的实功,若负载的功率因子为1,只需提供1 kVA的视在功率(1 kW ÷ 1 = 1 kVA)。 若负载的功率因子为0.2,就需提供5 kVA的视在功率(1 kW ÷ 0.2 = 5 kVA)。因此需要产生较大的功率,在发电及输电过程中的损失也会提高。x0d交流负载的输入功率可分为有功功率和无功功率,二者的向量和即为视在功率。无功功率的存在会使得有功功率小于视在功率,因此负载的功率因子会小于1。电感性负载及电容性负载都会产生无功功率,但二者造成的电流电压波形恰好相反:电感性负载会使电流波形落后电压波形,有时会称其为“消耗”无功功率;电容性负载会使电流波形领先电压波形,有时会称其为“产生”无功功率。


