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法律研究低功率因數的原因和缺點是什麼？
功率因數
交流電路中電壓和電流之間夾角的餘弦值稱為電路的功率因數。換句話說，功率因數定義為電路中有效功率與視在功率的比值，即：
$$\mathrm{功率因數,cos\:\phi\:=\:\frac{有效功率\: (瓦特)}{視在功率\: (伏安)}}$$
其中，$\phi$是功率因數角。
低功率因數的原因
從經濟角度來看，連線到電力系統的負載低功率因數是不可取的。低功率因數的主要原因如下：
交流電動機由電感繞組組成。因此，它們的功率因數較低且滯後。通常，這些電動機在輕載時的功率因數非常小（0.2至0.3），而在滿載時功率因數增加到0.8至0.9。
電力系統的負載會隨時變化。早晚高峰時較高，其他時間較低。在低負載期間，系統的供電電壓會升高，從而增加勵磁電流。因此，功率因數降低。
工業裝置，如氣體放電燈、弧光燈和工業加熱爐，執行時的功率因數非常低且滯後。
低功率因數的缺點
在交流電路中，功率因數起著至關重要的作用，因為負載所消耗的電流取決於功率因數，如下所示：
對於單相供電系統：
$$\mathrm{\mathit{P}\:=\:\mathit{V_{\mathit{L}}}\mathit{I_{L}}\:cos\phi}$$
$$\mathrm{\therefore 負載電流,\mathit{I_{L}}\:=\:\frac{\mathit{P}}{\mathit{V_{L}}cos\:\phi }\:\:\:\:...\left ( 1 \right )}$$
對於三相系統：
$$\mathrm{\mathit{P}\:=\:\sqrt{3}\mathit{V_{\mathit{L}}}\mathit{I_{L}}\:cos\phi}$$
$$\mathrm{\therefore 負載電流,\mathit{I_{L}}\:=\:\frac{\mathit{P}}{\sqrt{3}\mathit{V_{L}}cos\:\phi }\:\:\:\:...\left ( 2 \right )}$$
因此，從公式（1）和（2）可以看出，如果功率和電壓恆定，則負載電流與負載的功率因數成反比，即功率因數越低，負載電流越高，反之亦然。
負載低功率因數會導致以下缺點：
裝置的kVA額定值較大
發電機、變壓器、開關裝置等電力裝置的額定值始終以kVA表示，因為製造這些裝置時不知道負載的功率因數。因此，根據功率因數的定義，我們得到：
$$\mathrm{kVA額定值\:=\:\frac{kW}{cos\phi }}$$
也就是說，裝置的kVA額定值與功率因數成反比。因此，功率因數越低，裝置的kVA額定值越高。因此，在低功率因數下，需要製造kVA額定值更高的裝置，這會增加裝置的尺寸和成本。
導體尺寸較大
為了在恆定電壓下傳輸和分配恆定的功率，導體在負載功率因數下必須承載更大的電流。因此，它需要更大尺寸的導體。
銅損耗增大
由於低功率因數下負載電流較大。因此，大的負載電流會導致供電系統所有元件中的$\mathit{I}^{\mathrm{2}}\mathit{R}$損耗增大。這反過來又導致系統效率降低。
降低系統的處理能力
低功率因數降低了系統所有元件的處理能力。這是因為負載電流增加的無功分量阻止了安裝容量的充分利用。
電壓調節差
低功率因數下電流增加會導致發電機、變壓器、輸電線路和配電系統中的電壓降增大。結果，接收端可用的電壓降低，即系統的電壓調節較差，從而影響利用裝置的效能。
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