现实生活中，很多场合涉及到功率的测试，但功率的具体含义，所包含的信息，有很多人比较模糊。功率包含视在功率、有功功率以及无功功率，每个定义包含不同的物理意义。当然还有功率因数，这是功率测试中一个很重要的参数。

有功功率

在我们现实生活中，测量最多的功率，是负载的有功功率。在交流电路中，有功功率是指一个周期内发出或负载消耗的瞬时功率的积分的平均值（或负载电阻所消耗的功率），因此，也称平均功率。

例如，家用的电表中显示的度数，各种家用电器所显示的功耗w，这些都是指的有功功率。有功功率在能量的考虑角度来看，是将电能转化为机械能、热能等其他形式的能量，当输入的能量一定时，我们所接负载消耗的能量越多，则说明对电能的利用率越高，即效率越高。有功功率体现的是，实际消耗的功率。有功功率占比过低，即无功功率占比过大，会导致线损增加、容量下降、设备使用率下降，从而导致电能浪费加大。

无功功率

其主要产生的缘由是，负载的容性或感性特性，即非纯电阻。但电能输入到负载时，负载的电容或电感，将一部分电能进行存储，而被存储的那部分能量即为无功功率。无功功率太大时，会对供电电源造成干扰与损坏， 存储的无功功率会产生谐波电流，冲击电流等，谐波电流越大，则电源的谐波成分也越大，因此电源的性能越差，当该电源还驱动其他负载时，电源的谐波电流将会对该负载造成不可预计的影响。

例如电机，会因为谐波电流太大，而使内部线圈发热，产生大量的热量，本来应该是将电能转化为机械能，而实际上电能很大一部分以热能得形式消耗掉，大大降低了电源的效率，而且还会损坏其他负载。

无功功率并非一无是处，许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的"无功"并不是"无用"的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。

在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，那么这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。

视在功率

为电源实际输入到负载的能量，即为电源输出电压与输出电流的乘积。视在功率体现的是一个供电电源的实际输出能量的能力。视在功率越大，该电源的驱动能力也越大。在交流电路中，我们将正弦交流电电路中电压有效值与电流有效值的乘积称为视在功率，即S=UI视在功率不表示交流电路实际消耗的功率，只表示电路可能提供的最大功率或电路可能消耗的最大有功功率。

视在功率为什么会比实际的额定有功功率要大呢？原因在于，电动机内不仅仅存在电阻这样的耗能元件，又存在电感、电容这样的储能元件（如本例中为电容电动机） 。所以，外电路在提供其正常工作所需的功率，即平均功率或有功功率之外，同时还应有一部分能量被贮存在电感、电容等元件中，这就是视在功率大于有功功率的原因。只有这样电动机设备才能正常工作。

它们三者表示符号为P(有功功率)、Q(无功功率)、S(视在功率)，单位分别为w、var、VA，功率因数为PF，它们三者之间的关系如下：

功率因数

功率因数是有功功率与视在功率的比值，在电能系统中，表示的是电路的工作效率。在实际的交流电路中，电压乘电流是视在功率，而能起到作功的一部分功率（即有功功率），有功功率将小于视在功率。有功功率与视在功率之比叫做功率因数，以COSΦ表示，其实最简单的测量方式就是测量电压与电流之间的相位差，得出的结果就是功率因数，在交流电路中，实际工作中功率因数的计算，电压与电流之间的相位差（Φ）角的余弦称为功率因数，用COSΦ表示，在数值上等于有功功率和视在功率之比，或电阻与阻抗之比，即COSΦ＝P/S=P/(U×I)=(I2R)/(U×I)=R/Z。

功率因数过低，就要用较大的电流来保障用电器正常工作，与此同时输电线路上输电电流增大，从而导致线路上焦耳热损耗增大。另外，在输电线路的电阻上及电源的内组上的电压降，都与用电器中的电流成正比，增大电流必然增大在输电线路和电源内部的电压损失。因此，提高用电器的功率因数，可以减小输电电流，进而减小了输电线路上的功率损失。

一般在有节能需求的场所，对功率因数的指标要求较高，例如开关电源，白炽灯等产品，利用功率计的功率因数测量功能，可以很好的对这些产品的性能做一个判断。例如，对于电容元件的测试，一般需要判断电容ESR等参数，由于有些电容对ESR（等效串联电阻）很小，所以用一般的阻抗测试仪很难准确的进行测试，所以需要使用功率计进行测试，将电容的ESR转化为功率因数的测试，通过测试电容的功率因数，不仅能了解电容的ESR参数，还能了解其对交流信号的导通作用，一般理想状态下，功率因数应该是0，但实际测得过程中，会发现功率因数会是0.01等，所以，现在电容功率因数的测试，也是一个很重要的参数。

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编辑：仪器仪表WXF

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