如果电源发出的电能够被百分之百地利用，如前所述，功率因数就是1。
        在直流电路里，电流和电压之间没有相位差问题，电流和电压在时相(时间相位)上永远是一致的，所以直流电路里不存在功率因数的概念，所以直流电路的功率因数总为1，没有无功功率。为了同交流电路对比，直流电路的功率特征是一维的，即只是一条直线。
        但是，在正弦交流电路里(即正弦波电压供电的线性电路里)，由于电流同电压之间经常出现相位差，形成了“相移无功”。这种正弦交流电路的功率特征是二维的，即呈现为一个平面。至于周期性的非正弦电压和电流可以用傅利叶方法分别展开成包括直流分量和基波分量在内的各种谐波，由于正弦函数的正交性，不同阶次的谐波(广义地，直流分量和基波分量可分别视为零次谐波和一次谐波)的电压和电流相乘(这就是瞬时功率)在一个周期内的积分为零，这就形成了“畸变无功”。这种非正弦交流电路的功率特征是三维的，即呈现为一个立体。相移无功和畸变无功分别叫做第一类无功和第二类无功。它们有相同的数学表达和共同的影响效果，但它们形成的物理图像则完全不同。正是由于交流电路里(无论正弦电路还是非正弦电路)存在无功功率，交流电路里的电源和各种用电器的运行参数才出现了“功率因数”的概念。这里，我们先从“第一类无功”讨论起。
        各种不同的用电器，最终可以把它们等值地表示为电阻、电感和电容三种最基本的电路元件及其各种组合。电阻R表征着消耗电能去做功，如果它两端的电压为U，流过的电流为I，那么消耗在电阻上的电功率P为
       P=IU=U²/R=I²R
       这对交、直流电路都没问题，只要把电压U、电流I取为有效值即可。
        纯粹的电感L和电容C是不消耗电能的，实际电感和电容也会有电阻r，那就把它们看成是L和r或C和r的组合。电感L是储存磁场能量的，它所储存磁能的大小正比于流过它的电流的平方：
        E=[1/2（i²L）]
       电容C是储存电场能量的，它所储存电能的大小正比于加在它两端的电压的平方
        E_C=1/2（u²C）
       在直流电路中，各处的稳态电压降和电流都是不变的，电感两端的电压为零。电容里没有电流流过，因而电感L和电容C都不会消耗电能，对电路和电源都不构成影响，即没有无功功率发生。
        正弦交流电路里，电压呈正弦波形，它周期性地从零增大到峰值又减小到零，再反方向增大，达到反向峰值再逐渐减小其数值，直到零。该电路中各处的交流电流也是正弦波形的。对于电阻R来讲，流过它的电流同它两端的电压同步变化，电阻上消耗有功功率，它可以代表电灯、电炉丝、电动机等所有用电做功的元件。
        但是正弦交流电路里的储能元件电容C和电感L就不同了。先看电容C，当电容电压认U_C为零时，充电电流i_C最大，随着电容被充电而电压升高时，充电电流却因电位差的减小而变小，直到电容电压达到峰值，充电电流为零;这一阶段是电源向电容充电，电源提供的部分能量储存在电容器的电场里;当外电压降低时，电容器开始放电，放电电流同充电电流方向相反，放电电流反方向增大到峰值，电容电压又降到零，该阶段是电容器里储存的电场能量又返回电源;第三、第四阶段是电容器的反向充电和放电，四个阶段构成一个周期。所以交流电路中电容的电场能量和电源之间存在能量交换，这就是交流电路中的容性无功。
类似地，电感L具有阻止其中电流变化的特性，交流电路中电感的磁场能量也同电源之间存在着类似的能量交换，这就是交流电路中的感性无功。
可以证明，流经电阻R、电感L和电容C的正弦交流电流同其两端电压之间的相位分别相差0° , +90°(滞后)、-90°(超前)。
这样，我们可以看到，正弦交流电路中:
①因储能元件的存在，其中的能量在一个周期中同电源互相交换两次(正反各一次)，电源发出的这些能量没有做功，又返了回来，构成了无功功率。
②无功功率的存在，使得交流电源发电容量的利用率下降了，也使各用电器利用电源提供电能的利用率下降，功率因数表征着这种利用率的高低。
③鉴于R, L, C中的交流电流同加在它们上面交流电压的相位差分别是0°、 +90°和-90°，它们的组合使得总电流(通过电源的电流)同电源电压之间出现一个相位差ψ : ψ为正时，该电路表现为感性，产生正无功，即感性无功ψ为负时，该电路表现为容性，产生负无功，即容性无功。
④感性无功与容性无功相差180°，正负无功可以互相补偿，补偿得合适，总无功为零，称该交流电路的功率因数被补偿到1，这是最佳的补偿结果。
⑤感性无功和容性无功代数相加后，与有功相差90°，因此在时域的功率特征是二维平面，二者进行儿何相加，得到视在功率(即容量)。
既然无功功率不起好作用，把它取消不好?直流电路没有无功功率。但从传统的发电、输电、配电角度看，交流系统要比直流系统总的来说更优越、更方便。有人打了形象的但并非确切的比喻:人想饱肚，米粒和面粉是充饥的实体，好像是有功;但人必须在饭中、馒头中加水，使之变熟方能吃下，水不能饱肚，却又不能取消，就好比是无功。交流电路消耗的有功和无功是并存的。交流系统不可避免地会产生无功功率，它无法被取消，但却能被补偿。
无功补偿技术就是探讨各种补偿无功的技术，使系统功率因数尽量接近于1，也就是使电力设施的利用率达到最高。从另一个角度看，交流电路中的用电设备在耗费有功功率的同时，必然也会消费无功功率。这些无功功率如果取自电源，就会产生一系列问题。无功补偿装置可以就近提供无功功率给这些用电设备。我们可以看到，提高功率因数是同无功补偿紧密相关的。

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