功率因數計算機

功率因數計算機

功率因數計算機分析交流電路中實功率 (P)、虛功率 (Q) 和視在功率 (S) 之間的關係。輸入您的已知數值以計算功率因數、相位角、功率三角形，並且在校正場景中，計算改善滯後功率因數所需的電容器。

什麼是功率因數？

功率因數 (PF) 是交流電路中實功率（有用功）與視在功率的比值。它表示電能被有效利用的程度。1.0 的功率因數（單位功率因數）表示所有輸送的電能都得到了有效利用，而較低的功率因數意味著需要更多的電流來輸送相同的實功率。

其中 \(P\) 是實功率，單位為瓦特 (W)；\(S\) 是視在功率，單位為伏安 (VA)；\(\theta\) 是電壓與電流之間的相位角。

功率三角形

功率三角形是一個直角三角形，它可視化了交流電路中三種功率之間的關係：

• 實功率 (P) — 電阻性負載實際消耗的功率，單位為瓦特 (W)。它執行有用的工作，如產生熱、光或運動。
• 虛功率 (Q) — 由電感器和電容器存儲並返回的功率，單位為乏爾 (VAR)。它不執行有用工作，但對於維持磁場和電場是必要的。
• 視在功率 (S) — 電源提供的總功率，單位為伏安 (VA)。它是實功率與虛功率的向量和。

功率因數校正

大多數工業負載（馬達、變壓器、螢光燈）都是感性的，會產生滯後電流，導致功率因數偏低。校正電容器並聯連接以在本地提供虛功率，從而減少從電源抽取的虛功率：

其中 \(Q_C\) 是電容器虛功率，\(\theta_1\) 和 \(\theta_2\) 是原始和目標相位角，\(f\) 是系統頻率，\(V\) 是系統電壓。

如何使用此計算機

1. 選擇計算模式 — 如果您知道 V、I 和 P，請選擇「根據電壓和電流」；如果您知道 P 以及 S、Q 或 PF 中的任何一個，請選擇「根據功率值」；或選擇「功率因數校正」來計算校正電容器的大小。
2. 輸入您的數值 — 在所需欄位中填寫數值並選擇適當的單位。
3. 計算 — 點擊「計算功率因數」按鈕。
4. 查看結果 — 查看功率因數、相位角、功率三角形圖和逐步公式。

實際應用

• 工業設施 — 改善功率因數以避免電力公司罰款（通常針對低於 0.85–0.90 的 PF）
• 馬達電路 — 為通常在 PF 0.7–0.85 運行的感應馬達配置校正電容器
• 電氣設計 — 通過考慮視在功率來正確選擇變壓器、電纜和開關設備的尺寸
• 能源審核 — 識別功率因數改進機會以降低電費成本
• 可再生能源 — 確保變流器以要求的功率因數輸送電能以符合併網規範