电路的功率因数

1. 什么是功率因数电路中，为什么产生功率因数功率因数的大小与哪些因素有关与效率有什么区别

首先，要说明一下，通常我们写作“功率因数”，它是个数，是个系数，不大于1的系数。也就是本来可以做的功，但是实际做不到那么多，做了一些无用功，所以乘上一个系数。
看看网络的解释，基本上回答了你的问题。
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视在功率的比值，即cosΦ=P/S
功率因数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1，一般具有电感或电容性负载的电路功率因数都小于1。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， 从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。所以，供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。
(1) 最基本分析：拿设备作举例。例如：设备功率为100个单位，也就是说，有100个单位的功率输送到设备中。然而，因大部分电器系统存在固有的无功损耗，只能使用70个单位的功率。很不幸，虽然仅仅使用70个单位，却要付100个单位的费用。在这个例子中，功率因数是0.7 (如果大部分设备的功率因数小于0.9时，将被罚款)，这种无功损耗主要存在于电机设备中(如鼓风机、抽水机、压缩机等)，又叫感性负载。功率因数是马达效能的计量标准。
(2) 基本分析：每种电机系统均消耗两大功率，分别是真正的有用功(叫千瓦)及电抗性的无用功。功率因数是有用功与总功率间的比率。功率因数越高，有用功与总功率间的比率便越高，系统运行则更有效率。
(3) 高级分析：在感性负载电路中，电流波形峰值在电压波形峰值之后发生。两种波形峰值的分隔可用功率因数表示。功率因数越低，两个波形峰值则分隔越大。保尔金能使两个峰值重新接近在一起，从而提高系统运行效率。
对于功率因数改善
电网中的电力负荷如电动机、变压器、日光灯及电弧炉等，大多属于电感性负荷，这些电感性的设备在运行过程中不仅需要向电力系统吸收有功功率，还同时吸收无功功率。因此在电网中安装并联电容器无功补偿设备后，将可以提供补偿感性负荷所消耗的无功功率，减少了电网电源侧向感性负荷提供及由线路输送的无功功率。

2. 功率因数如何计算

功率因数的计算方式很多，主要有直接计算法和查表法。常用的计算公式为下表所示：

(2)电路的功率因数扩展阅读：

如何提高功率因数：

（1）提高自然功率因数。

自然功率因数是在没有任何补偿情况下，用电设备的功率因数。提高自然功率因数的方法：合理选择异步电机；避免变压器空载运行；合理安排和调整工艺流程，改善机电设备的运行状况；在生产工艺允许条件下，采用同步电动机代替异步电动机。

（2）采用人工补偿无功功率。

装用无功功率补偿设备进行人工补偿，电力用户常用的无功功率补偿设备是电力电容器。

3. 什么是功率因数

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

4. 请问电路功率因数如何计算

功率因数是有功功率和视在功率的比值，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。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， 从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。

功率因数既然表示了总功率中有功功率所占的比例，显然在任何情况下功率因数都不可能大于1。由功率三角形可见，当Φ=0°即交流电路中电压与电流同相位时，有功功率等于视在功率。这时cosΦ的值最大，即cosΦ =1，当电路中只有纯阻性负载，或电路中感抗与容抗相等时，才会出现这种情况。

感性电路中电流的相位总是滞后于电压，此时0°<Φ<90°，此时称电路中有“滞后”的cosΦ；而容性电路中电流的相位总是超前于电压，这时-90°<Φ<0°，称电路中有“超前”的cosΦ。

功率因数的计算方式很多，主要有直接计算法和查表法。常用的计算公式为：

5. 电路功率因素题目求解

解：（1）设U（相量）=220∠°V，则：

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）。及电流表读数为：I=33（A）。

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

（2）电路总的有功功率：P=UIcosφ=220×33×cos60°=3630（W）。

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

补偿后，电路的有功功率不变，cosφ'=0.866，则：φ'=30°（欠补偿）或者φ'=-30°（过补偿）。

此时电路的无功功率为：Q'=P×tanφ'=3630×tan30°=1210√3（var）。——电路呈现感性。

或者：Q'=-1210√3（var）——即此时电路过补偿，向外部输出无功功率，电路呈现容性。

因此需要电容的补偿容量为：△Q=Q-Q'=3630√3-1210√3=2420√3（var）或者：△Q=3630√3-（-1210√3）=4840√3（var）。

因此电容的容抗为：Xc=U²/△Q=220²/2420√3=20/√3（Ω）或者：Xc=220²/4840√3=10/√3（Ω）。

根据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）根据：P=UIcosφ，其中U=220V不变，cosφ'=0.866，P=3630W不变。

所以：I=3630/（220×0.866）=11√3=19.05（A）。

即电流表读数降为原来的1/√3，为19.05A。

6. 电网的功率因数是多少

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。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，
从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。
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视在功率的比值，即cosΦ=P/S。

功率因数低的根本原因是电感性负载的存在。例如，生产中最常见的交流异步电动机在额定负载时的功率因数一般为0.7--0.9,如果在轻载时其功率因数就更低。其它设备如工频炉、电焊变压器以及日光灯等，负载的功率因数也都是较低的。从功率三角形及其相互关系式中不难看出，在视在功率不变的情况下，功率因数越低（角越大），有功功率就越小，同时无功功率却越大。这种使供电设备的容量不能得到充分利用，例如容量为1000kVA的变压器，如果cos=1,即能送出1000kW的有功功率；
而在cos=0.7时，则只能送出700kW的有功功率。功率因数低不但降低了供电设备的有效输出，而且加大了供电设备及线路中的损耗，因此，必须采取并联电容器等补偿无功功率的措施，以提高功率因数。
功率因数既然表示了总功率中有功功率所占的比例，显然在任何情况下功率因数都不可能大于1。由功率三角形可见，当=0°即交流电路中电压与电流同相位时，有功功率等于视在功率。这时cos的值最大，即cos=1，当电路中只有纯阻性负载，或电路中感抗与容抗相等时，才会出现这种情况。
感性电路中电流的相位总是滞后于电压，此时0°<90°，此时称电路中有“滞后”的cos；而容性电路中电流的相位总是超前于电压，这时-90°<0°，称电路中有“超前”的cos。
功率因数的计算方式很多，主要有直接计算法和查表法。常用的计算公式为：

7. 如何计算电路的功率因数，还请高手详细

请自行网络“功率因数”，网上海量文章早有定论。

8. 电工技术求电路总功率P功率因数

不变。荧光灯电感式镇流器作为驱动电路有一个十分明显的缺点，即具有约0.4-0.5的滞后功率因数。电网中接入低功率因数用电器被认为是不利的，因为： ①消耗功率是功率因数COSφ与电压有效值、电流有效值的乘积。因此，低功率因数就会不必要地增加了供电功率(V?A)的需要量。 ②由于电网电压是固定的，当消耗功率相同而功率因数低负载其线路，势必使电流增加，这就降低了所配置电缆及配电设备的有效负载。 ③低功率因数负载浪费能源、无功效地增加用户负担。为了改善提高电感镇流电路的功率因数，可以把一个合适的电容并联跨接在交流电源上，使功率因数得到校正。这样的镇流电路称为电容功率因数补偿，示意图见图12-3-23。图中(B)是未接电容时的电流、电压，(A)是并联电容示意图，(C)是接入电容后改善功率因数图解：流过电容的电流IC超电源电压V0为90°，如果选用合适的电容，使的IC和IL的合成电流IO与VO的相位基本相同，那么IO减小，达到提高功率因数目的。因为“相位”关系，电容所耗的功率，是原灯所浪费的；所以功率表的读数及日光灯支路电流的读数不变，而功率因数提高。

9. 如何提高电路中的功率因数

1、提高自然功率因数：自然功率因数是在没有任何补偿情况下，用电设备的专功率因数。可以通过属合理选择异步电机、避免变压器空载运行、合理安排和调整工艺流程、采用同步电动机代替异步电动机的手段改善自然功率因数。

2、采用人工补偿无功功率：对无功功率进行补偿可以提高功率因数，可以使用电力电容器等设备对无功功率进行人工补偿。

(9)电路的功率因数扩展阅读

电流在实用上有两个含义：

第一，电流表示一种物理现象，即电荷有规则的运动就形成电流。

第二，本来，电流的大小用电流强度来表示，而电流强度是指在单位时间内通过导体截面积的电荷量，其单位是安培，简称安，用大写字母A表示。但电流强度平时人们多简称电流。

习惯上总是把正电荷运动的方向，作为电流的方向，这就是电流的实际方向或真实方向，它是客观存在，不能任意选择，在简单电路中，电流的实际方向能通过电源或电压的极性很容易地确定下来。

10. 一道电路题 有关功率因数

有功功率(忽略日光灯镇流器损耗)：

P＝0.04×100＋0.06×100＝10(KW)

视在功率：

S1＝0.04/0.5×100×10＝18(Kva)

电路的功率因数：

cosφ＝10/18≈0.56

无功功率：

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

若将功率因数提高到0.9时的视在功率：

S2＝10/0.9≈11.1(Kva)

无功功率：

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

需电容无功补偿量：

Qc＝Q1－Q2＝15－5＝10(Kvar)

需要并联电容量的计算公式(下图)自行计算。