什么是功率因数

定义为：
1、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
2、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。

在电力系统中，电动机及其它带有线圈（绕组）的设备很多，这类设备除了从电源取得一部分电功率作有功用外，还将耗用一部分电功率用来建立线圈磁场。这就额外地加在了电源的负坦，功率因数cosØ(也称力率）就是反映总电功率中有功功率所占的比例大小。
理论公式上，有功功率表达式中的P=U*I*cosØ中的cosØ为功率因数，功率因数小于或等于1，功率因数的大小说明电源被利用程度，它的高低决定月电路端电压和电流之间的相位差。cosØ 小于1 电路中就发生能量互换出现无功功率Q=UIsinØ。
所以在计算过程中，可通过cosØ=P/S ，tgØ=P/Q（其中：P称为有功功率（KW），Q称无功功率（Kvar)，S=U*I称为视在功率（KVA)），在实际中，可用电量值代替相应的功率。

　　我们知道所有发电机都是旋转机械，产生的电压就是正弦波，这就是我们所谓的交流电。交流电有一个好处就是通过电磁感应可以用变压器来改变其电压，而且可以升高到几十万伏进行远距离传输以减小传输中的损耗，到目的地以后再降下来变成我们常用的市电。我们现在的市电就是220V,50Hz的交流电。而在电工学里交流电是可以用矢量来表示的。矢量可以表示电压也可以表示电流。对于纯电阻的负载，电压和电流是同相的，而对于纯电容负载或纯电感负载，电流和电压就不同相，而是有一个90度的相角，或者称为相位差。在纯电感负载时，其上的电压是领先电流90度，而纯电容负载时，其上的电压落后于电流90度。

　　如果我们用波形表示时，通常把电压表现为余弦波，如果电流落后于电压，就是电感性负载，领先于电压就是电容性负载。

　　 图1. 电感性负载的交流电压和交流电流之间的关系

　　因为实际上纯电感和纯电容都不存在的，实际的负载只能称为电感性负载或者是电容性负载。这时候其交流电压和交流电流之间就有一个夹角φ，对于电感性负载我们把这个夹角称为φL,而对于电容性负载的夹角就称为φC。（见图2）

　　 图2. 电感性负载和电容性负载电压和电流的矢量表示法

　　功率等于电压和电流的乘积，但是只有在纯阻负载的时候（电压和电流同相）是这样，而在电感性或电容性负载的时候就要把电流的矢量投影到电压矢量（水平轴）上去，也就是要乘以cosφL或者cosφC。我们通常就把这个cosφL或者cosφC称为功率因数。

　　但是由于这个夹角可以是正的，也可以是负的，所以功率因数也是可能为正数（感性负载）也可能为负数（容性负载）。

　　但是当我们用矢量来代表电压和电流时，前提是它们的频率必须是完全相同的。而且是在一个线性系统里。

　　在线性系统里我们也会把功率因数用有功功率和视在功率之比来表示。所谓有功功率就是和电流同相的那部分电压和电流的有效值的乘积。而视在功率就是不考虑其间的相位差而将电压和电流的有效值直接相乘所得到的“功率”。而这二者之比显然就是前面所说的相角的余弦cosφ。