功率因數從來不是什么問題，過去國家有規(guī)定，要功率超過75瓦才有功率因數的要求(到現(xiàn)在為止，對于筆記本電腦還是規(guī)定75W以下無功率因數要求)。所以從來沒有對燈具提出過什么功率因數的要求。就像日光燈吧，功率因數都是很差的，從來也沒有人提出過意見，國家也沒有提出什么要求。后來有了節(jié)能燈，國家雖然提出了一個要求，但是非常寬松，對15瓦以上才有要求，而節(jié)能燈大多數是小于15瓦的。所以等于沒有提出要求。唯獨出現(xiàn)LED燈具以后反而嚴格要求起來了，只有在5瓦以下才不要求，5W以上必須要求功率因數>0.7。而LED燈具除了很小的MR16射燈是3瓦以外，絕大多數都是在5瓦以上。所以這個規(guī)定正好卡住了LED的脖子。那么，讓我們仔細來了解一下有關功率因數的問題吧!

什么是功率因數

我們知道所有發(fā)電機都是旋轉機械，產生的電壓就是正弦波，這就是我們所謂的交流電。交流電有一個好處就是通過電磁感應可以用變壓器來改變其電壓，而且可以升高到幾十萬伏進行遠距離傳輸以減小傳輸中的損耗，到目的地以后再降下來變成我們常用的市電。我們現(xiàn)在的市電就是220V，50Hz的交流電。而在電工學里交流電是可以用矢量來表示的。矢量可以表示電壓也可以表示電流。對于純電阻的負載，電壓和電流是同相的，而對于純電容負載或純電感負載，電流和電壓就不同相，而是有一個90度的相角，或者稱為相位差。在純電感負載時，其上的電壓是領先電流90度，而純電容負載時，其上的電壓落后于電流90度。

如果我們用波形表示時，通常把電壓表現(xiàn)為余弦波，如果電流落后于電壓，就是電感性負載，領先于電壓就是電容性負載。

圖1. 電感性負載的交流電壓和交流電流之間的關系

因為實際上純電感和純電容都不存在的，實際的負載只能稱為電感性負載或者是電容性負載。這時候其交流電壓和交流電流之間就有一個夾角φ，對于電感性負載我們把這個夾角稱為φL，而對于電容性負載的夾角就稱為φC。(見圖2)

圖2. 電感性負載和電容性負載電壓和電流的矢量表示法

功率等于電壓和電流的乘積，但是只有在純阻負載的時候(電壓和電流同相)是這樣，而在電感性或電容性負載的時候就要把電流的矢量投影到電壓矢量(水平軸)上去，也就是要乘以cosφL或者cosφC。我們通常就把這個cosφL或者cosφC稱為功率因數。

但是由于這個夾角可以是正的，也可以是負的，所以功率因數也是可能為正數(感性負載)也可能為負數(容性負載)。

但是當我們用矢量來代表電壓和電流時，前提是它們的頻率必須是完全相同的。而且是在一個線性系統(tǒng)里。

在線性系統(tǒng)里我們也會把功率因數用有功功率和視在功率之比來表示。所謂有功功率就是和電流同相的那部分電壓和電流的有效值的乘積。而視在功率就是不考慮其間的相位差而將電壓和電流的有效值直接相乘所得到的“功率”。而這二者之比顯然就是前面所說的相角的余弦cosφ。[!--empirenews.page--]

各種家用電器的功率因數

有人測試了各種家用電器的功耗和功率因數，其結果如下。

這些數據當然僅供參考而已。

需要說明的是：

1.凡是電熱電器功率因數都是等于1，因為它們都是電阻負載。

2.凡是帶馬達的家用電器(大多數白色家電)都是感性負載。

3.凡是帶變壓器的家用電器(電視機、音響)也都是感性負載。

4.24小時連續(xù)工作的電冰箱是一個耗電很大、功率因數很低的感性負載。

5.其中的照明燈具因為主要是白熾燈，所以功率因數才會接近1。

各種燈具的功率因數

我們知道白熾燈因為是一個純電阻，它的功率因數當然等于1。但是使用越來越多的日光燈和最近國家大力推廣的節(jié)能燈就不是這樣了。長期以來，日光燈都是用一個大電感和一個起輝器來啟動。點亮以后大電感就串聯(lián)在電路里，所以它基本上是一個感性負載，它的功率因數只有0.51-0.56。以后改用電子鎮(zhèn)流器，功率因數要好一些，但是因為電子鎮(zhèn)流器很容易燒毀，所以用得最多的還是電感鎮(zhèn)流器。

而節(jié)能燈的功率因數也是只有0.54左右，而且也是感性負載。