交流電流過負載時，加在該負載上的交流電壓與通過該負載的交流電流產(chǎn)生相位差，人們便從中引出功率因數(shù)這一概念。人們生產(chǎn)、生活用電來自電網(wǎng)，電網(wǎng)提供頻率為50Hz或60Hz的交流電。作為交流電的負載有電阻、電感、電容三種類型：

　　1、當交流電通過純電阻負載時，加在該電阻上的交流電壓與通過該電阻的交流電流是同相位的，即它們之間的相位夾角ф= 0°，同時在電阻負載上消耗有功功率，電網(wǎng)要供出能量。

　　2、當交流電通過純電感負載時，其上的交流電壓的相位超前交流電流相位90°，它們之間的夾角ф= 90°，在電感負載上產(chǎn)生無功功率，電網(wǎng)供給的電能在電感中變?yōu)榇艌瞿芏虝簝Υ婧笥只仞伒诫娋W(wǎng)變?yōu)殡娔埽绱酥芷谛匝h(huán)，結(jié)果電網(wǎng)并不供出能量，故謂“無功功率”，但產(chǎn)生“無功功率”的“無功電流”還是實際存在的。

　　3、當交流電通過純電容負載時，亦類似于此，只不過其上的交流電壓的相位滯后交流電流相位90°，它們之間的夾角ф= - 90°。

　　這里，定義相位角度超前為正，相位角度滯后為負。實際負載是電阻、電感的感抗、電容的容抗三種類型的復物，復合后統(tǒng)稱“阻抗”，寫成數(shù)學式即是：阻抗Z= R+j ( XL – XC、。其中R為電阻，XL為感抗，XC為容抗。如果( XL– XC、> 0， 稱為“感性負載”;反之，如果( XL – XC、< 0稱為“容性負載”。

　　交流電通過感性負載時，交流電壓的相位超前交流電流相位(0°<ф<90°);交流電通過容性負載時，交流電壓的相位滯后交流電流相位(-90°<ф< 0°);電工學定義該角度ф為功率因數(shù)角，功率因數(shù)角ф的余弦值即Cosф叫做功率因數(shù)。對于電阻性負載，其電壓與電流的位相差為0°，因此，電路的功率因數(shù)為1最大(Cos 0°=1、;而純電感電路，電壓與電流的位相差為90°，并且是電壓超前電流;在純電容電路中，電壓與電流的位相差則為- 90°，即電流超前電壓。在后兩種電路中，功率因數(shù)都為零(Cos 90°= 0、。對于一般性負載的電路，功率因數(shù)就介于0與1之間。由數(shù)學式阻抗Z= R+ j ( XL – XC)，如果XL = XC，則Z= R，即阻抗Z變成了一個純電阻，功率因數(shù)便等于1。

　　這就是說，感性負載和容性負載可以互相補償，一個電路里的感性元件的感抗值正好等于容性元件的容抗值則可以完全補償，功率因數(shù)補償?shù)霓k法就源于此。交流電通過阻抗負載時，產(chǎn)生的總功率S稱“視在功率”，視在功率S包括有功功率P和無功功率Q兩個分量。其中有功功率P = S*Cosф，無功功率Q = S*Sinф。只有當功率因數(shù)Cosф值等于最大值1即ф= 0°時，無功分量Q才等于零，有功功率P等于視在功率 S的值。但負載的實際工作能力只與有功功率相關(guān)。

　　· 功率因數(shù)與LED照明

　　本文主要敘述了功率因數(shù)、功率因數(shù)補償?shù)母拍?，由LED燈具容性負載特點，論證在LED照明燈具內(nèi)無需增加功率因數(shù)補償電路的結(jié)論。

　　功率因數(shù)偏低的害處

　　(1) 供電設(shè)備的帶負載能力被打了折扣，即降低了帶負載能力。如某設(shè)備能供出100KVA的視在功率，若功率因數(shù)為0.7，則只能供出70KW的有功功率了;若功率因數(shù)為0.9，則能供出90KW的有功功率，可見提高功率因數(shù)很有意義。

　　(2) 輸電線路由于無功電流存在，增加了輸電線路損耗。例如功率因數(shù)為0.7，要供出70KW的有功功率，則需要供出100KVA的視在功率，輸電線路的電流增大，線路損耗必然增大。