Question

什么是功率因数

Answer 1

功率因数是交流电路的重要技术数据之一。功率因数的高低，对
于电气设备的利用率和分析、研究电能消耗等问题都有十分重要的意义。
所谓功率因数，是指任意二端网络（与外界有二个接点的电路）两端
电压u
与其中电流i
之间的位相差的余弦
。在二端网络中消耗的功
率是指平均功率，也称为有功功率，它等于
由此可以看出，电路中消耗的功率p，不仅取决于电压v
与电流i
的
大小，还与功率因数有关。而功率因数的大小，取决于电路中负载的
性质。对于电阻性负载，其电压与电流的位相差为0，因此，电路的
功率因数最大（）；而纯电感电路，电压与电流的位相差为π／2，
并且是电压超前电流；在纯电容电路中，电压与电流的位相差则为－
（π／2），即电流超前电压。在后两种电路中，功率因数都为0。
对于一般性负载的电路，功率因数就介于0
与1
之间。
一般来说，在二端网络中，提高用电器的功率因数有两方面的意义，
一是可以减小输电线路上的功率损失；二是可以充分发挥电力设备
（如发电机、变压器等）的潜力。因为用电器总是在一定电压u
和一
定有功功率p
的条件下工作，由公式
可知，功率因数过低，就要用较大的电流来保障用电器正常工作，与
此同时输电线路上输电电流增大，从而导致线路上焦耳热损耗增大。
另外，在输电线路的电阻上及电源的内组上的电压降，都与用电器中
的电流成正比，增大电流必然增大在输电线路和电源内部的电压损
失。因此，提高用电器的功率因数，可以减小输电电流，进而减小了
输电线路上的功率损失。
功率因数的计算：
在交流电路中，电压与电流之间的相位差（∮）角的余弦称为功
率因数，用cos∮表示，在数值上等于有功功率和视在功率之比，或
电阻与阻抗之比。
即
cos∮＝p/s=p/(u×i)=(i2r)/(u×i)=r/z
平均功率因数＝有功功率/（有功功率2＋无功功率2）↑1/2＝有功
功率/视在功率