電路的功率因數

1. 什麼是功率因數電路中，為什麼產生功率因數功率因數的大小與哪些因素有關與效率有什麼區別

首先，要說明一下，通常我們寫作「功率因數」，它是個數，是個系數，不大於1的系數。也就是本來可以做的功，但是實際做不到那麼多，做了一些無用功，所以乘上一個系數。
看看網路的解釋，基本上回答了你的問題。
在交流電路中，電壓與電流之間的相位差(Φ)的餘弦叫做功率因數，用符號cosΦ表示，在數值上，功率因數是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S
功率因數的大小與電路的負荷性質有關， 如白熾燈泡、電阻爐等電阻負荷的功率因數為1，一般具有電感或電容性負載的電路功率因數都小於1。功率因數是電力系統的一個重要的技術數據。功率因數是衡量電氣設備效率高低的一個系數。功率因數低，說明電路用於交變磁場轉換的無功功率大， 從而降低了設備的利用率，增加了線路供電損失。所以，供電部門對用電單位的功率因數有一定的標准要求。
(1) 最基本分析：拿設備作舉例。例如：設備功率為100個單位，也就是說，有100個單位的功率輸送到設備中。然而，因大部分電器系統存在固有的無功損耗，只能使用70個單位的功率。很不幸，雖然僅僅使用70個單位，卻要付100個單位的費用。在這個例子中，功率因數是0.7 (如果大部分設備的功率因數小於0.9時，將被罰款)，這種無功損耗主要存在於電機設備中(如鼓風機、抽水機、壓縮機等)，又叫感性負載。功率因數是馬達效能的計量標准。
(2) 基本分析：每種電機系統均消耗兩大功率，分別是真正的有用功(叫千瓦)及電抗性的無用功。功率因數是有用功與總功率間的比率。功率因數越高，有用功與總功率間的比率便越高，系統運行則更有效率。
(3) 高級分析：在感性負載電路中，電流波形峰值在電壓波形峰值之後發生。兩種波形峰值的分隔可用功率因數表示。功率因數越低，兩個波形峰值則分隔越大。保爾金能使兩個峰值重新接近在一起，從而提高系統運行效率。
對於功率因數改善
電網中的電力負荷如電動機、變壓器、日光燈及電弧爐等，大多屬於電感性負荷，這些電感性的設備在運行過程中不僅需要向電力系統吸收有功功率，還同時吸收無功功率。因此在電網中安裝並聯電容器無功補償設備後，將可以提供補償感性負荷所消耗的無功功率，減少了電網電源側向感性負荷提供及由線路輸送的無功功率。

2. 功率因數如何計算

功率因數的計算方式很多，主要有直接計演算法和查表法。常用的計算公式為下表所示：

(2)電路的功率因數擴展閱讀：

如何提高功率因數：

（1）提高自然功率因數。

自然功率因數是在沒有任何補償情況下，用電設備的功率因數。提高自然功率因數的方法：合理選擇非同步電機；避免變壓器空載運行；合理安排和調整工藝流程，改善機電設備的運行狀況；在生產工藝允許條件下，採用同步電動機代替非同步電動機。

（2）採用人工補償無功功率。

裝用無功功率補償設備進行人工補償，電力用戶常用的無功功率補償設備是電力電容器。

3. 什麼是功率因數

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，是指任意二端網路（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
。在二端網路中消耗的功
率是指平均功率，也稱為有功功率，它等於
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，在二端網路中，提高用電器的功率因數有兩方面的意義，
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
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。
另外，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。
功率因數的計算：
在交流電路中，電壓與電流之間的相位差（∮）角的餘弦稱為功
率因數，用cos∮表示，在數值上等於有功功率和視在功率之比，或
電阻與阻抗之比。
即
cos∮＝p/s=p/(u×i)=(i2r)/(u×i)=r/z
平均功率因數＝有功功率/（有功功率2＋無功功率2）↑1/2＝有功
功率/視在功率

4. 請問電路功率因數如何計算

功率因數是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S.

功率因數（Power Factor）的大小與電路的負荷性質有關， 如白熾燈泡、電阻爐等電阻負荷的功率因數為1，一般具有電感性負載的電路功率因數都小於1。功率因數是電力系統的一個重要的技術數據。功率因數是衡量電氣設備效率高低的一個系數。功率因數低，說明電路用於交變磁場轉換的無功功率大， 從而降低了設備的利用率，增加了線路供電損失。

功率因數既然表示了總功率中有功功率所佔的比例，顯然在任何情況下功率因數都不可能大於1。由功率三角形可見，當Φ=0°即交流電路中電壓與電流同相位時，有功功率等於視在功率。這時cosΦ的值最大，即cosΦ =1，當電路中只有純阻性負載，或電路中感抗與容抗相等時，才會出現這種情況。

感性電路中電流的相位總是滯後於電壓，此時0°<Φ<90°，此時稱電路中有「滯後」的cosΦ；而容性電路中電流的相位總是超前於電壓，這時-90°<Φ<0°，稱電路中有「超前」的cosΦ。

功率因數的計算方式很多，主要有直接計演算法和查表法。常用的計算公式為：

5. 電路功率因素題目求解

解：（1）設U（相量）=220∠°V，則：

I1（相量）=U（相量）/（R1+jX1）=220∠0°/（10+10√3）=220∠0°/20∠60°=11∠-60°=5.5-j5.5√3（A）。

I2（相量）=U（相量）/（R2+jX2）=220∠0°/（5+5√3）=220∠0°/10∠60°=22∠-60°=11-j11√3（A）。

KCL：I（相量）=I1（相量）+I2（相量）=5.5-j5.5√3+11-j11√3=16.5-j16.5√3=33∠-60°（A）。及電流表讀數為：I=33（A）。

φu=0°，φi=-60°，所以：φ=φu-φi=60°，所以功率因數：cosφ=cos60°=0.5。

（2）電路總的有功功率：P=UIcosφ=220×33×cos60°=3630（W）。

無功功率：Q=UIsinφ=220×33×sin60°=3630√3（var）。

補償後，電路的有功功率不變，cosφ'=0.866，則：φ'=30°（欠補償）或者φ'=-30°（過補償）。

此時電路的無功功率為：Q'=P×tanφ'=3630×tan30°=1210√3（var）。——電路呈現感性。

或者：Q'=-1210√3（var）——即此時電路過補償，向外部輸出無功功率，電路呈現容性。

因此需要電容的補償容量為：△Q=Q-Q'=3630√3-1210√3=2420√3（var）或者：△Q=3630√3-（-1210√3）=4840√3（var）。

因此電容的容抗為：Xc=U²/△Q=220²/2420√3=20/√3（Ω）或者：Xc=220²/4840√3=10/√3（Ω）。

根據Xc=1/（2πfC），C=1/（2×3.14×50×20/√3）=0.0002758（F）=275.8（μF）。

或者：C=1/（2×3.14×50×10/√3）=0.0005516（F）=551.6（μF）。

（3）根據：P=UIcosφ，其中U=220V不變，cosφ'=0.866，P=3630W不變。

所以：I=3630/（220×0.866）=11√3=19.05（A）。

即電流表讀數降為原來的1/√3，為19.05A。

6. 電網的功率因數是多少

功率因數（Power
Factor）的大小與電路的負荷性質有關，
如白熾燈泡、電阻爐等電阻負荷的功率因數為1，一般具有電感性負載的電路功率因數都小於1。功率因數是電力系統的一個重要的技術數據。功率因數是衡量電氣設備效率高低的一個系數。功率因數低，說明電路用於交變磁場轉換的無功功率大，
從而降低了設備的利用率，增加了線路供電損失。
在交流電路中，電壓與電流之間的相位差(Φ)的餘弦叫做功率因數，用符號cosΦ表示，在數值上，功率因數是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S。

功率因數低的根本原因是電感性負載的存在。例如，生產中最常見的交流非同步電動機在額定負載時的功率因數一般為0.7--0.9,如果在輕載時其功率因數就更低。其它設備如工頻爐、電焊變壓器以及日光燈等，負載的功率因數也都是較低的。從功率三角形及其相互關系式中不難看出，在視在功率不變的情況下，功率因數越低（角越大），有功功率就越小，同時無功功率卻越大。這種使供電設備的容量不能得到充分利用，例如容量為1000kVA的變壓器，如果cos=1,即能送出1000kW的有功功率；
而在cos=0.7時，則只能送出700kW的有功功率。功率因數低不但降低了供電設備的有效輸出，而且加大了供電設備及線路中的損耗，因此，必須採取並聯電容器等補償無功功率的措施，以提高功率因數。
功率因數既然表示了總功率中有功功率所佔的比例，顯然在任何情況下功率因數都不可能大於1。由功率三角形可見，當=0°即交流電路中電壓與電流同相位時，有功功率等於視在功率。這時cos的值最大，即cos=1，當電路中只有純阻性負載，或電路中感抗與容抗相等時，才會出現這種情況。
感性電路中電流的相位總是滯後於電壓，此時0°<90°，此時稱電路中有「滯後」的cos；而容性電路中電流的相位總是超前於電壓，這時-90°<0°，稱電路中有「超前」的cos。
功率因數的計算方式很多，主要有直接計演算法和查表法。常用的計算公式為：

7. 如何計算電路的功率因數，還請高手詳細

請自行網路「功率因數」，網上海量文章早有定論。

8. 電工技術求電路總功率P功率因數

不變。熒光燈電感式鎮流器作為驅動電路有一個十分明顯的缺點，即具有約0.4-0.5的滯後功率因數。電網中接入低功率因數用電器被認為是不利的，因為： ①消耗功率是功率因數COSφ與電壓有效值、電流有效值的乘積。因此，低功率因數就會不必要地增加了供電功率(V?A)的需要量。 ②由於電網電壓是固定的，當消耗功率相同而功率因數低負載其線路，勢必使電流增加，這就降低了所配置電纜及配電設備的有效負載。 ③低功率因數負載浪費能源、無功效地增加用戶負擔。為了改善提高電感鎮流電路的功率因數，可以把一個合適的電容並聯跨接在交流電源上，使功率因數得到校正。這樣的鎮流電路稱為電容功率因數補償，示意圖見圖12-3-23。圖中(B)是未接電容時的電流、電壓，(A)是並聯電容示意圖，(C)是接入電容後改善功率因數圖解：流過電容的電流IC超電源電壓V0為90°，如果選用合適的電容，使的IC和IL的合成電流IO與VO的相位基本相同，那麼IO減小，達到提高功率因數目的。因為「相位」關系，電容所耗的功率，是原燈所浪費的；所以功率表的讀數及日光燈支路電流的讀數不變，而功率因數提高。

9. 如何提高電路中的功率因數

1、提高自然功率因數：自然功率因數是在沒有任何補償情況下，用電設備的專功率因數。可以通過屬合理選擇非同步電機、避免變壓器空載運行、合理安排和調整工藝流程、採用同步電動機代替非同步電動機的手段改善自然功率因數。

2、採用人工補償無功功率：對無功功率進行補償可以提高功率因數，可以使用電力電容器等設備對無功功率進行人工補償。

(9)電路的功率因數擴展閱讀

電流在實用上有兩個含義：

第一，電流表示一種物理現象，即電荷有規則的運動就形成電流。

第二，本來，電流的大小用電流強度來表示，而電流強度是指在單位時間內通過導體截面積的電荷量，其單位是安培，簡稱安，用大寫字母A表示。但電流強度平時人們多簡稱電流。

習慣上總是把正電荷運動的方向，作為電流的方向，這就是電流的實際方向或真實方向，它是客觀存在，不能任意選擇，在簡單電路中，電流的實際方向能通過電源或電壓的極性很容易地確定下來。

10. 一道電路題 有關功率因數

有功功率(忽略日光燈鎮流器損耗)：

P＝0.04×100＋0.06×100＝10(KW)

視在功率：

S1＝0.04/0.5×100×10＝18(Kva)

電路的功率因數：

cosφ＝10/18≈0.56

無功功率：

Q1＝√(S1×S1－P×P)＝√(18×18－10×10)≈15(Kvar)

若將功率因數提高到0.9時的視在功率：

S2＝10/0.9≈11.1(Kva)

無功功率：

Q2＝√(S2×S2－P×P)＝√(11.1×11.1－10×10)≈5(Kvar)

需電容無功補償量：

Qc＝Q1－Q2＝15－5＝10(Kvar)

需要並聯電容量的計算公式(下圖)自行計算。