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[摘要]高职《电工电子技术》教材中，对于提高功率因数的方法，主要介绍的是“补偿法”，就是在感性负载两端并联适当的电容，根据相量图计算，得出并联电容后电路总电流减小，电路功率因数增大。为了进一步说明并联电容对电路工作的影响，有必要结合提高功率因数的意义，对并联电容对电路工作的影响进行较全面的分析。
[关键词]并联电容；电路；工作；分析
高职《电工电子技术》教材中，都介绍了提高功率因数的意义和方法。提高功率因数的意义，一是提高电源设备的利用率。任何电源设备都具有额定容量（S=UI），但它所发送的有功功率（P=UIcosφ）并不由电源决定，而是决定于所连接电路的功率因数（cosφ），功率因数越高，同样的电源设备可以提供更多的有功功率。二是减少电力网中输电线路上的电压和功率损失。任何负载在额定电压下工作都有确定的功率（P′），根据P′=UIcosφ可知，电路功率因数越高，电路中电流越小，就会使输电线路上的电压降和功率损失相应降低。提高功率因数的方法，通常都是根据在交流电路中，由于工矿企业中大量使用异步电动机、日光灯等，负载多为感性负载，因此，功率因数通常都较低。教材中提高功率因数的主要方法之一是“补偿法”，就是将感性负载看成是RL串联电路，然后在负载的两端并联一个适当容量的电容器，便可以提高电路的功率因数，其电路图和相量图如下：
选电压为参考量，因负载为感性，故i比落后一个角度φ（cosφ就是负载的功率因数）。设C为纯电容，则ic比落超前π/2，i′=i+ic。 由相量图可知，电路总电流i′小于负载电流i，说明并联电容后电路总电流小于电容并联前电路电流；i′与的夹角φ′小于i与的夹角，并联电容后电路的功率因数大于负载的功率因数，说明并联电容可以提高电路的功率因数
下面分析并联电容对电路工作的影响。
1、任何负载只有在额定电压下才能正常工作，电源电压受负载影响很小（因电源内阻抗很小），因此，感性负载与电容并联后，由于电源电压不变，并联电容并不影响负载的工作端电压，负载仍可以在额定电压下工作，并不因并联电容而受到影响。
2、在直流电路中，两个无源二端网络并联，电路总电流比两者电流都大，但在交流电路中，情况并非如此。感性负载与适当的电容并联，电路总电流（指有效值）反而会变小，这是因为电流的合成结果与负载支路和电容支路电流的相位有关。由相量图可知，并联电容前，电路总电流为 ，并联电容后电路总电流为i′=i+ic，故合成后的电路中总电流减小了。功率因数低的两个坏处都是由于电路中的电流大而引起的，功率因数提高后，电路总电流变小了，就可以在相同的电压下以较小的电流输送同样的功率，因此可以减小输电线上的损失及发挥电力设备的潜力。
3、从有功功率的角度来讲，电容元件是储能元件，在交流电变化的一个周期内，电容吸收的能量与放出的能量相等，电容元件有功功率为零，所以并联电容前、后电路有功功率相等，即：P=UIcosφ= UI′cosφ′；并联电容后，负载支路的工作电压、功率因数均未改变，只是提高了整个电路的功率因数，由于cosφ′> cosφ，则I′必小于I，也就是减小输电线路上的电流，这一结论与提高功率因数的意义是统一的。
4、从无功功率的角度来讲，电感、电容在交流电路中平均功率为零，所以没有能量消耗，但是与电源之间存在能量交换，能量交换的规模是用无功功率来衡量的。并联电容前，由于感性负载与电源之间存在能量交换，也就是感性负载既要吸收有功功率又要交换无功功率。并联电容后，无功功率的交换主要发生在感性负载与电容之间，减小了电源与负载之间的无功能量交换，相同的电源就能提供更多的有功功率，使电源容量能得到充分利用。
5、从理论上讲，在电路中的电容不消耗电源能量，故电源输出的功率不会变化。实际工作中电容器虽然有些能量损失，但一般都很小，并联电容后，电源输出的功率不会显著增加。总的来讲，并联电容提高功率因数所得到的好处比起电容器损耗功率的坏处要大得多。
参考文献
[1]梁灿彬，秦光戎，梁竹健.电磁学[M].人民教育出版社，1983
[2]陈红菊.电工基础[M].机械工业出版社，2008.
[3]叶水春，樊辉娜.电工电子技术[M].人民邮电出版社，2008
[4]程来星，陈伟.相量法在“提高功率因数的意义”教学中的运用[J].科技资讯，2014.12
作者简介
郭少军，男，汉族，湖北黄石人，高级讲师，主要从事电工技术教学和研究工作。
[关键词]并联电容；电路；工作；分析
高职《电工电子技术》教材中，都介绍了提高功率因数的意义和方法。提高功率因数的意义，一是提高电源设备的利用率。任何电源设备都具有额定容量（S=UI），但它所发送的有功功率（P=UIcosφ）并不由电源决定，而是决定于所连接电路的功率因数（cosφ），功率因数越高，同样的电源设备可以提供更多的有功功率。二是减少电力网中输电线路上的电压和功率损失。任何负载在额定电压下工作都有确定的功率（P′），根据P′=UIcosφ可知，电路功率因数越高，电路中电流越小，就会使输电线路上的电压降和功率损失相应降低。提高功率因数的方法，通常都是根据在交流电路中，由于工矿企业中大量使用异步电动机、日光灯等，负载多为感性负载，因此，功率因数通常都较低。教材中提高功率因数的主要方法之一是“补偿法”，就是将感性负载看成是RL串联电路，然后在负载的两端并联一个适当容量的电容器，便可以提高电路的功率因数，其电路图和相量图如下：
选电压为参考量，因负载为感性，故i比落后一个角度φ（cosφ就是负载的功率因数）。设C为纯电容，则ic比落超前π/2，i′=i+ic。 由相量图可知，电路总电流i′小于负载电流i，说明并联电容后电路总电流小于电容并联前电路电流；i′与的夹角φ′小于i与的夹角，并联电容后电路的功率因数大于负载的功率因数，说明并联电容可以提高电路的功率因数
下面分析并联电容对电路工作的影响。
1、任何负载只有在额定电压下才能正常工作，电源电压受负载影响很小（因电源内阻抗很小），因此，感性负载与电容并联后，由于电源电压不变，并联电容并不影响负载的工作端电压，负载仍可以在额定电压下工作，并不因并联电容而受到影响。
2、在直流电路中，两个无源二端网络并联，电路总电流比两者电流都大，但在交流电路中，情况并非如此。感性负载与适当的电容并联，电路总电流（指有效值）反而会变小，这是因为电流的合成结果与负载支路和电容支路电流的相位有关。由相量图可知，并联电容前，电路总电流为 ，并联电容后电路总电流为i′=i+ic，故合成后的电路中总电流减小了。功率因数低的两个坏处都是由于电路中的电流大而引起的，功率因数提高后，电路总电流变小了，就可以在相同的电压下以较小的电流输送同样的功率，因此可以减小输电线上的损失及发挥电力设备的潜力。
3、从有功功率的角度来讲，电容元件是储能元件，在交流电变化的一个周期内，电容吸收的能量与放出的能量相等，电容元件有功功率为零，所以并联电容前、后电路有功功率相等，即：P=UIcosφ= UI′cosφ′；并联电容后，负载支路的工作电压、功率因数均未改变，只是提高了整个电路的功率因数，由于cosφ′> cosφ，则I′必小于I，也就是减小输电线路上的电流，这一结论与提高功率因数的意义是统一的。
4、从无功功率的角度来讲，电感、电容在交流电路中平均功率为零，所以没有能量消耗，但是与电源之间存在能量交换，能量交换的规模是用无功功率来衡量的。并联电容前，由于感性负载与电源之间存在能量交换，也就是感性负载既要吸收有功功率又要交换无功功率。并联电容后，无功功率的交换主要发生在感性负载与电容之间，减小了电源与负载之间的无功能量交换，相同的电源就能提供更多的有功功率，使电源容量能得到充分利用。
5、从理论上讲，在电路中的电容不消耗电源能量，故电源输出的功率不会变化。实际工作中电容器虽然有些能量损失，但一般都很小，并联电容后，电源输出的功率不会显著增加。总的来讲，并联电容提高功率因数所得到的好处比起电容器损耗功率的坏处要大得多。
参考文献
[1]梁灿彬，秦光戎，梁竹健.电磁学[M].人民教育出版社，1983
[2]陈红菊.电工基础[M].机械工业出版社，2008.
[3]叶水春，樊辉娜.电工电子技术[M].人民邮电出版社，2008
[4]程来星，陈伟.相量法在“提高功率因数的意义”教学中的运用[J].科技资讯，2014.12
作者简介
郭少军，男，汉族，湖北黄石人，高级讲师，主要从事电工技术教学和研究工作。