功率因數

功率因數 ( 縮寫 ： PF ） 又稱功率因子 ， 是交流電力系統中特有的物理量 ， 是一負載所消耗的有效功率與其視在功率的比值 ， 是0到1之間的無因次量 。 有功功率代表一電路在特定時間作功的能力 ， 視在功率是電壓和電流有效值的乘積 。 純電阻負載的視在功率等於有功功率 ， 其功率因數爲1 。 若負載是由電感 、 電容及電阻組成的線性負載 ， 能量可能會在負載端及電源端往復流動 ， 使得有功功率下降 。 若負載中有電感 、 電容及電阻以外的元件 （ 非線性負載 ） ， 會使得輸入電流的波形扭曲 ， 也會使視在功率大於有功功率 ， 這二種情形對應的功率因數會小於1 。 功率因數在一定程度上反映了發電機容量得以利用的比例 ， 是合理用電的重要指標 。 電力系統中 ， 若一負載的功率因數較低 ， 負載要產生相同功率輸出時所需要的電流就會提高 。 當電流提高時 ， 電路系統的能量損失就會增加 ， 而且電線及相關電力設備的容量也隨之增加 。 電力公司爲了反映較大容量設備及浪費能量的成本 ， 一般會對功率因數較低的工商業用戶以較高的電費費率來計算電費 。 提高負載功率因數 ， 使其接近1的技術稱爲功率因數修正 。 低功率因數的線性負載 （ 如感應馬達 ） 可以藉由電感或電容組成的被動元件網路來提升功因 。 非線性負載 （ 如二極體 ） 會使得輸入電流的波形扭曲 ， 此情形可以由主動或被動的功率因數修正來抵消電流扭曲的影響 ， 並且改善功因 。 功率因數修正設備可以位在中央變電站 、 分佈在電力系統中 ， 或是放在耗能設備的內部 。 功率因數和電效率二者是不同概念 ， 一設備的效率是輸出功率相對於輸入功率的比值 ， 和功因不同 。 一設備功率因數提升後 ， 設備本身的效率不一定會隨之提升 。 但功率因數提升後 ， 視在功率及輸入電流會減小 ， 因此供電系統的效率會提升 。