功率因数计算公式
功率因数是衡量电力系统效率的关键指标，其计算公式在电力工程中具有核心地位。它的基本定义为有功功率与视在功率的比值，表达式为：PF = P/S。其中，PF 表示功率因数，P 为有功功率单位：瓦特，W，S 为视在功率单位：伏安，VA。有功功率是电路中实际用于做功的功率，例如驱动电机、点亮灯具的能量；视在功率则是电源提供的总功率，由电压和电流的乘积决定，即 S = U×IU 为电压，I 为电流。因此，功率因数公式也可表示为 PF = P/(U×I)。在三相电路中，视在功率 S = √3×U×I线电压与线电流的乘积再乘以√3，故三相功率因数公式为 PF = P/(√3×U×I)。
功率因数的另一种表达式与相位角相关。在交流电路中，电压与电流之间存在相位差 φ，功率因数等于该相位差的余弦值，即 PF = cosφ。当电压与电流同相位φ = 0°时，cosφ = 1，功率因数达到最大值，此时电路为纯电阻负载，能量利用率最高；若存在电感或电容负载，相位差增大，cosφ 减小，功率因数降低。
实际应用中，功率因数的取值范围为 0 到 1。当 PF = 1 时，有功功率等于视在功率，功功率Q为零，电路能量浪费；当 PF < 1 时，功功率 Q = S×sinφ 不为零，此时电流中包含功分量，会导致线路损耗增加、设备利用率下降。通过功率因数计算公式，可直接判断电路的能量转换效率，为电力系统的优化提供依据。
例如，某单相电路中，电压 220V，电流 5A，有功功率 990W，根据公式 PF = P/(U×I)，可计算出 PF = 990/(220×5) = 0.9，表明该电路的功率因数为 0.9，存在一定功损耗。另一三相电路中，线电压 380V，线电流 10A，有功功率 5.5kW，则 PF = 5500/(√3×380×10) ≈ 0.83，需通过功补偿装置提高功率因数。
功率因数计算公式不仅是理论分析的工具，更是工程实践中保障电力系统经济运行的基础。通过精确计算，可针对性地采取电容补偿、调整负载等措施，减少功消耗，提升电网效率。