有功功率、無功功率和視在功率計算及關系

有功功率：在交流電路中，每個瞬時的有功功率是不同的，且不斷變化，一般用平均有功功率（一個周期內功率的平均值）來度量電路中消耗能量的情況。對于單相交流電路，計算公式為：

P=UIcosΦ

式中：

P—有功功率（瓦）       

U—交流電壓有效值（伏）

I— 交流電流有效值（安）           

cosΦ—負載的功率因數。   

有功功率的單位是瓦（W）或千瓦（KW）、兆瓦（MW）。

當負載為純電阻時，電壓與電流相位相同，Φ＝0°，cosΦ＝1，電阻消耗的功率全部是有功功率（P=UI）。

當負載是純電感或純電容時，電壓和電流的相位差Φ=90°，cosΦ=0，有功功率P=0，所以純電感或純電容負載是不消耗有功功率的。

無功功率：為了衡量交換能量的情況，人們用能量交換過程中功率的最大值（即瞬時功率的最大值）來表示無功功率。根據公式推導，無功功率Q的計算公式為：

Q＝UIsinΦ

式中：sinΦ—交流電壓與電流相位差的正弦值。

無功功率的單位是乏（var）或千乏（Kvar）、兆乏（Mvar）。

當負載為純電感或純電容時，Φ＝90°,sinΦ＝1,所以Q＝UI，即只有無功功率而不消耗有功。當負載為純電阻時，Φ＝0°，sinΦ＝0，所以Q＝0，即只消耗有功功率而不需要無功。

視在功率：在一般交流電路中，輸送的電功率中即有有功成分，又有無功成分，因此其電壓有效值與電流有效值的乘積，即不是有功功率，也不是無功功率，而是它們的合成量，這個合成量就叫視在功率，用字母S表示

 S＝UI

視在功率的單位為伏安（VA），或千伏安（KVA）、兆伏安（MVA）。

交流發電設備都是按照規定的電壓和電流進行設計和使用的，所以有時用視在功率表示設備的容量是比較方便的，例如變壓器的容量就是指它的視在功率。

視在功率S、有功功率P、無功功率Q三者之間的數量關系，恰好相當于直角三角形的三邊關系，S相當于斜邊，P和Q相當于兩條直角邊，稱為功率三角形。

其換算公式如下：

S2＝Q2＋P2

cosΦ=P/S由此可見功率因數cosΦ可以定義為負載消耗的有功功率與其視在功率的比值，它表征了負載消耗的有功功率在視在功率中所占比例。