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功率因数
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{{Infobox person
| 姓名 = 功率因数
|圖片 = [[ File:16277886.jpg|缩略图|居中|250px|[https://image.so.com/view?q=%E5%8A%9F%E7%8E%87%E5%9B%A0%E6%95%B0&src=tab_www&correct=%E5%8A%9F%E7%8E%87%E5%9B%A0%E6%95%B0&ancestor=list&cmsid=9d47389f11b9ca0744a7709676d89be0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=0&fsn=60&adstar=0&clw=254#id=12ffe93bc779a7fd847d797bebdd61f8&currsn=0&ps=59&pc=59 原圖鏈接][http://www.youboy.com/simg?area=all&date=all&kw=%E5%8A%9F%E7%8E%87%E5%9B%A0%E6%95%B0%E8%A1%A8brs8050&p=0 来自一呼百应]]]
}}
'''功率因数'''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(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。 <ref>[http://www.elecfans.com/tags/%E5%8A%9F%E7%8E%87%E5%9B%A0%E6%95%B0/ 功率因数简介],电子发烧友网</ref>
中文名称:功率因数
外文名称:Power Factor,缩写:PF
适用领域:电学、物理学
=='''计算公式'''==
[[ File:500fd9f9d72a605903bffe7a2834349b033bba26.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=%E5%8A%9F%E7%8E%87%E5%9B%A0%E6%95%B0%E5%85%AC%E5%BC%8F&src=srp&correct=%E5%8A%9F%E7%8E%87%E5%9B%A0%E6%95%B0%E5%85%AC%E5%BC%8F&ancestor=list&cmsid=54f51e47c863cfabc62eccb148b979c0&cmras=0&cn=0&gn=0&kn=0&fsn=60&adstar=0&clw=254#id=10394151734c9efae3b17c39d739fc9e&currsn=0&ps=58&pc=58 原圖鏈接][https://zhidao.baidu.com/question/215680645.html 来自百度]]]
1、定义公式:一般用公式COSφ=P/S
COSφ表示功率因素
P 表示 [[ 有功功率]]
S 表示 [[ 视在功率]]
2、推导公式:
COSφ=R/Z(R代表 [[ 电阻 ]] 、Z代表总的 [[ 阻抗 ]] )
COSφ=Ur/U (Ur代表电阻 [[ 电压 ]] 、U代表总电压)<ref>[http://www.jdzj.com/diangong/article/2019-5-22/111465-1.htm 功率因数的计算公式.],机电之家网</ref>
=='''数值范围'''==
[[ File:T0151ec9db527764231.jpg|缩略图|居中|250px|[https://image.so.com/view?q=%E5%8A%9F%E7%8E%87%E5%9B%A0%E6%95%B0&src=tab_www&correct=%E5%8A%9F%E7%8E%87%E5%9B%A0%E6%95%B0&ancestor=list&cmsid=9d47389f11b9ca0744a7709676d89be0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=0&fsn=60&adstar=0&clw=254#id=178c00f0faf0c0dcf2cbe16fef05ecae&currsn=0&ps=59&pc=59 原圖鏈接][http://sh.qihoo.com/pc/90f16875c7a284027?cota=1 来自光发娱乐]]]
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 [[相 位 相 ]] 差为0,因此,电路的功率因数较大,功率因数为1。
对于纯 [[ 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,功率因数为0。
对于纯 [[ 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。 功率因数为0。
对于一般性负载的电路,功率因数就介于0与1之间。<ref>[http://www.jdzj.com/diangong/article/2019-5-22/111465-1.htm 功率因数的计算公式.],机电之家网</ref>
功率因数较低的负荷工作时需要较多的无功功率。譬如 [[ 电灯 ]] 、 [[ 电炉 ]] 的功率因数COS¢=1,说明它们吸消耗有功功率, [[ 异步电动机 ]] 的功率因数比较低,一般在0.7—0.85左右,说明它们需要一定数量的无功功率。电动机输出功率很低时,所消耗的 [[ 有功功率 ]] 减少,但是所需要的无功功率基本不变,所以 [[ 无功功率 ]] 所占比例增大, [[ 电动机 ]] 的COS¢就更低,甚至低于0.5。
因此,对于发电厂来说,就必须在输出有功功率的同时,也输出无功功率,在输出的总功率中,有功功率和无功功率各占多少,不是决定于 [[ 发电机 ]] ,而是取决于负荷的需要,即取决于负荷的功率因数。如果功率因数过低,就表示在输出功率中,无功功率的比例很大,这对于电力系统的运行是很不利的。
功率因数过低,电源设备的容量就不能充分利用。我们知道, [[ 电动机 ]] 和 [[ 变压器 ]] 在运行时不能超过额定 [[ 电压 ]] 和额定 [[ 电流 ]] ,在相同的变压器端电压和输出电流的情况下,负荷的功率因数越低,变压器能输出的有功功率就越少,电动机也一样。
=='''提高功率因数的意义'''==
[[ File:T01ba6d9277b57c8305.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=%E5%8A%9F%E7%8E%87%E5%9B%A0%E6%95%B0%E7%9A%84%E6%84%8F%E4%B9%89&src=srp&correct=%E5%8A%9F%E7%8E%87%E5%9B%A0%E6%95%B0%E7%9A%84%E6%84%8F%E4%B9%89&ancestor=list&cmsid=8e7f59c2058b0874f7689283434e0d2b&cmras=0&cn=0&gn=0&kn=0&fsn=60&adstar=0&clw=254#id=4a5f86f3ec739e6c6ce67e62b0da8c03&currsn=0&ps=60&pc=60 原圖鏈接][http://www.niubb.net/a/20160819/281131_2.html 来自360搜索]]]
电能的合理应用要求经济发电、无损传输及分配,这成意味着要尽量限制电网中所有引起[[电能]]耗的因素。其中之一的因素就是无功功率,[[工业]]以及公共电网上的主要负荷是[[电阻]]一点感性的。
无功功率补偿的使用是为了提高供配电系统功率因数(COSφ)。提高功率因数(COSq)主要有以下作用
2、提高输电效率。当有功负载(P)一定时,因为(P=UI*COS9),U不变化,COSp越大,则1越小,I在线路中的损耗就越小。
3、改善供电 [[ 质量 ]] 。1越小,线路中电压损耗就越小,线路末端 [[ 电压 ]] 就可以得到更好的保证。
4、提高输电安全性。 <ref>[http://www.docin.com/p-1539326783.html 提高功率因数的意义],豆丁网</ref>
提高功率因数的方法;功率因数不高的根本原因是 [[ 电感 ]] 性负载的存在。如工业生产中最常用的异步电动机在额定负载时的功率因素约为0.7~0.9左右,轻载时更低; [[ 日光灯 ]] 作为感性负载功率因数也只有0.3左右。而感性负载的功率因数之所以不高,是由于负载本身需要一定的无功功率。从技术经济观点出发,如何解决这个矛盾,也就是如何才能减少 [[ 电源 ]] 与 [[ 负载 ]] 之间能量的互换,而又使电感性负载能取得所需的无功功率,这就是我们所提出的要提高功率因素的实际意义。
按照供用电规则,高压供电的工业企业的平均功率因数不低于0.95,其他单位不低于0.9。
提高功率因数,常用的方法就是在电感性负载两端并联适当大小的 [[ 电容器 ]] (设置在用户或变电所中) ,其电路如图2.7.1所示 。
=='''提高功率因数的方法'''==
[[ File:634687868738081250.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=%E5%8A%9F%E7%8E%87%E5%9B%A0%E6%95%B0%E8%A1%A8%E6%8E%A5%E7%BA%BF%E5%9B%BE&src=srp&correct=%E5%8A%9F%E7%8E%87%E5%9B%A0%E6%95%B0%E8%A1%A8%E6%8E%A5%E7%BA%BF%E5%9B%BE&ancestor=list&cmsid=ce827888824594a71bd6446ea8cad9e3&cmras=0&cn=0&gn=0&kn=0&fsn=80&adstar=0&clw=254#id=40816acfcc8b1db0b28872cd92fb3e89&currsn=0&ps=61&pc=61 原圖鏈接][https://www.gkzhan.com/chanpin/2356017.html 来自智能制造网]]]
功率因数不高的根本原因是电感性负载的存在。如工业生产中最常用的异步电动机在额定负载时的功率因素约为0.7~0.9左右,轻载时更低;日光灯作为感性负载功率因数也只有0.3左右。而感性负载的功率因数之所以不高,是由于负载本身需要一定的[[无功功率]]。从技术经济观点出发,如何解决这个矛盾,也就是如何才能减少[[电源]]与[[负载]]之间能量的互换,而又使电感性负载能取得所需的无功功率,这就是我们所提出的要提高功率因素的实际意义。
并联电容之后,感性负载本身的电流均未改变,这是因为所加电压和感性负载的参数没有改变。因此,我们所说的 提高功率因数, 常用 是指提高[[电源]]或电网 的 方法就是在 功率因数,而非指提高某个 电感性负载 两端 的功率因数。另外, 并联 适当大小的 电容后有功功率并未改变,因为[[ 电容器 (设置在用户或变 ]]是不消耗 电 所中) 能的。<ref>[http://www.360doc.com/content/18/0216/10/13159817_730197631.shtml 。提高功率因数的意义和方法],个人图书馆网,2018-02-16/ref>