直流電路的功率等于電流與電壓的乘積，但交流電路則不然。在計算交流電路的平均功率時還要考慮電壓與電流間的相位差，即
上式中的是電路的功率因數(shù)。電壓與電流間的相位差或電路的功率因數(shù)決定于電路(負(fù)載)的參數(shù)。只有在電阻負(fù)載(例如白熾燈、電阻爐等)的情況下，電壓和電流才同相，其功率因數(shù)為1。對其他負(fù)載來說，其功率因數(shù)均介于0與1之間。
當(dāng)電壓與電流之間有相位差時，即功率因數(shù)不等于1時，電路中發(fā)生能量互換，出現(xiàn)無功功率。這樣就引起下面兩個問題：
(1) 發(fā)電設(shè)備的容量不能充分利用
由上式可見，當(dāng)負(fù)載的功率因數(shù)時，而發(fā)電機的電壓和電流又不容許超過額定值，顯然這時發(fā)電機所能發(fā)出的有功功率就減小了。功率因數(shù)愈低，發(fā)電機所發(fā)出的有功功率就愈小，而無功功率卻愈大。無功功率愈大，即電路中能量互換的規(guī)模愈大，則發(fā)電機發(fā)出的能量就不能充分利用，其中有一部分即在發(fā)電機與負(fù)載之間進(jìn)行互換。
例如容量為1000kv/a的變?nèi)萜?，如果，即能發(fā)出1000kw的有功功率，而在時，則只能發(fā)出700kw的功率。
(2) 增加線路和發(fā)電機繞組的功率損耗
當(dāng)發(fā)電機的電壓和輸出的功率一定時，電流與功率因數(shù)成反比，而線路和發(fā)電機繞組上的功率損耗則與的平方成反比，即
式中是發(fā)電機繞組和線路的電阻。
由上述可知，提高電網(wǎng)的功率因數(shù)對國民經(jīng)濟的發(fā)展有著極為重要的意義。功率因數(shù)的提高，能使發(fā)電設(shè)備的容量得到充分利用，同時也能使電能得到大量節(jié)約。也就是說，在同樣的發(fā)電設(shè)備的條件下能夠多發(fā)電。
功率因數(shù)不高，根本原因就是由于電感性負(fù)載的存在。例如生產(chǎn)中最常用的異步電動機在額定負(fù)載時的功率因數(shù)約為0.7~0.9左右，如果在輕載時其功率因數(shù)就更低。其他如工頻爐、電焊變壓器以及日光燈等負(fù)載的功率因數(shù)也都是較低的。電感性負(fù)載的功率因數(shù)之所以小于1，是由于負(fù)載本身需要一定的無功功率。從技術(shù)經(jīng)濟觀點出發(fā)，如果解決這個矛盾，也就是如何才能減少電源與負(fù)載之間能量的互換，而又使電感性負(fù)載能取得所需的無功功率，這就是要提高功率因數(shù)的實際意義。
按照供用電規(guī)則，高壓供電的工業(yè)企業(yè)的平均功率因數(shù)不低于0.95，其他單位不低于0.9。
提高功率因數(shù)，常用的方法就是與電感性負(fù)載并聯(lián)靜電電容器(設(shè)置在用戶或變電所中)，其電路圖和相量圖如圖1所示。
(a)電路圖
(b)相量圖
圖1電容器與電感性負(fù)載并聯(lián)以提高功率因數(shù)
并聯(lián)電容器以后，電感性負(fù)載的電流和功率因數(shù)均未變化，這是因為所加電壓和負(fù)載參數(shù)沒有改變。但電壓和線路電流之間的相位差變小了，即變大了。這里我們所講的提高功率因數(shù)，是指提高電源或電網(wǎng)的功率因數(shù)，而不是指提高某個電感性負(fù)載的功率因數(shù)。
在電感性負(fù)載上并聯(lián)了電容器以后，減少了電源與負(fù)載之間的能量互換。這時電感性負(fù)載所需的無功功率，大部分或全部都是就地供給(由電容器供給)，就是說能量的互換現(xiàn)在主要或完全發(fā)生在電感性負(fù)載與電容器之間，因而使發(fā)電機容量能得到充分利用。
其次，由相量圖可見，并聯(lián)電容器以后線路電流也減小了(電流相量相加)，因而減小了功率損耗。
應(yīng)該注意，并聯(lián)電容器以后有功功率并未改變，因為電容器是不消耗電能的。從相量圖上也可看出：。
功率因素由提高到應(yīng)并聯(lián)電容器的電容值，可從圖1的相量圖得出個公式。
又因
所以
由此得