交流电功率

我國選用50Hz的交流電功率原圖鏈接來自 搜狐 的圖片

交流電功率是電能在交流電路中流動的速率，電壓乘以電流的積稱為視在功率。在交流電系統中，例如電感器和電容器之類的儲能裝置可能會導致能量流動方向的周期性變化。在一個完整周期內，能量在一個方向上的淨流動率稱為有功功率或實功率，而往返於儲能裝置與電源間的部分稱為無功功率或虛功率。

定義

對一個線性負載而言，電路中電壓與電流都是遵循相同規律變化的，例如都按照正弦波變化。如果負載是純電阻的話，電路中電壓與電流會在相同的時間改變各自的極性，電壓與電流的乘積永遠都是大於或等於0的，表示能量的流動方向不會逆轉。此時電路上只有實際功率流動。

而如果負載是純電容或純電感的話，電路中的電流與電壓會出現90度的相位差。這樣一來，在交流電的每個周期內，半個周期中電流與電壓乘積為正，而另半個周期中電流與電壓乘積為負，而且二者相加正好為0，表示每個周期內流向負載的電能全部被返還到電源中，整體上電路沒有消耗電能，電路上只有無功功率流動。

在實際生活中，負載通常會同時有電阻性、電容性和電感性，因此電路上會同時有無功功率和實際功率。電力工程師將無功功率和實際功率的向量和的模作為視在功率。視在功率的定義為電壓的均方根乘以電流的均方根。

儘管無功功率在負載上不做功，但是對於一個實際系統來說，電流流過導線時，會使導線發熱，部分電能因此會損失掉，因此電力工程師需要關心視在功率。變壓器和導線都需要按照視在功率的大小設計，而不是有功功率。發電機和不間斷電源等供電設備需同時考慮視在功率和有功功率。另外，直接將兩個負載各自的視在功率相加，並不一定等於兩個負載整體的視在功率，除非兩個負載的電壓和電流的相位差一致，或兩個負載具有相同的功率因數。

根據定義，電容器提供無功功率，而電感器消耗無功功率。因此計算負載時，電阻是正數（代表消耗實功），電感也是正數（代表消耗虛功），電容則是負數（代表提供虛功）。

如果將電容器和電感器並聯，那麼二者的電流會傾向於相互抵消而不是疊加。這是電力系統中進行功率因數校正的一個基本方法。