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{| class="wikitable" style="float: right; width: 320px; margin-left: 1em; font-size: 90%; border: 1px solid #a2a9b1;"
|+ style="font-weight: bold; font-size: 1.2em; padding: 5px;" | 功率因数 (Power Factor)
|-
! style="background-color: #f2f2f2; width: 30%;" | 符号
| <math>\cos \phi</math> 或 <math>\text{PF}</math>
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! style="background-color: #f2f2f2;" | 数值范围
| 0 到 1
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! style="background-color: #f2f2f2;" | 核心公式
| <math>\text{PF} = \frac{P}{S}</math>
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! style="background-color: #f2f2f2;" | 关联术语
| [[无功功率]]、[[谐波失真]] (THD)、[[PFC]]
|}

'''功率因数'''（Power Factor）是交流电路中'''有功功率'''与'''视在功率'''的比值。它反映了电源输出的能量中有多少被负载实际消耗（转化为有用功或热能），多少仅在电源与负载之间来回交换。

== 基本概念 ==

在交流电路中，功率分为三种：
# '''有功功率 (<math>P</math>)：''' 实际做功的功率，单位为瓦特 (W)。
# '''无功功率 (<math>Q</math>)：''' 储能元件（电感、电容）交换但不消耗的功率，单位为乏 (var)。
# '''视在功率 (<math>S</math>)：''' 电压与电流有效值的乘积，单位为伏安 (VA)。

它们满足勾股定理（功率三角形）：
:<math>S = \sqrt{P^2 + Q^2}</math>

'''功率因数计算：'''
:<math>\text{PF} = \frac{P}{S}</math>

== 位相移动与波形畸变 ==

在现代电力电子设备中，功率因数受两个因素共同影响：

# '''位移因数 (Displacement Factor)：''' 由感性或容性负载引起电流电压相位差 <math>\phi</math>，此时 <math>\text{PF} = \cos \phi</math>。
# '''畸变因数 (Distortion Factor)：''' 由开关电源等非线性负载产生的'''谐波'''引起。即使相位一致，波形畸变也会降低功率因数。
#* 总功率因数：<math>\text{PF}_{total} = \text{PF}_{disp} \times \text{PF}_{dist}</math>

== EMC 与谐波标准 ==

功率因数与电磁兼容中的“谐波电流”测试密切相关：
* '''低功率因数的危害：''' 增加电网负担，引起中性线过热，产生传导骚扰。
* '''标准约束：''' 许多标准（如 GB 17625.1 / IEC 61000-3-2）对接入电网的电子设备有明确的谐波限值要求，这通常强制要求大功率设备（通常 75W 以上）必须具备 '''[[PFC]] (功率因数校正)''' 电路。

== 工程应用 ==

* '''变频器设计：''' 在 50kW 等大功率系统中，通常使用有源功率因数校正 (APFC) 技术，使 PF 值接近 1.0，并显著降低输入电流的 THD。
* '''电容补偿：''' 在工业现场，通过并联电容器组来抵消感性负载（如电动机）产生的无功功率，从而提高功率因数，减少电费支出。

== 参见 ==
* [[PFC]]（功率因数校正）
* [[谐波失真]] (THD)
* [[能量守恒定律]]
* [[电路理论]]

[[Category:电路理论]]
[[Category:电力电子]]