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)。
功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。
功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低,说明电路用于交变磁场转换的无功功率大, 增加了线路供电损失,因此供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。 在交流电路中,电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数,用符号cosΦ表示,在数值上,功率因数是有功功率和实际功率的比值,即cosΦ=P/S。功率因数(Power Factor)的大小与电路的负荷性质有关,如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1,一般具有电感性负载的电路功率因数都小于1。
回答于 2022-05-05