什麼是交流功率計算器？
這個計算器可算出單相交流負載所消耗的實功率（單位：瓦，W）。在交流電路中，電壓與電流不一定同相，因此真正傳遞的功率，等於電壓、電流再乘上功率因數——也就是兩者相位差的餘弦值。本工具通用於各種標準交流電源，無論是 120 V、230 V 還是 240 V 都適用。
使用方法
請依序輸入電源電壓（伏特）、負載電流（安培），以及功率因數（介於 0 到 1 之間的數值）。像電熱器這類純電阻性負載，功率因數為 1；馬達與電子產品則通常落在 0.7 到 0.95 之間。計算器會同時顯示實功率（瓦）與視在功率（伏安，VA）。
公式解析
核心公式為 $$P = V \times I \times \cos\varphi$$ 其中 \(P\) 是實功率（W）、\(V\) 是電壓有效值（RMS）、\(I\) 是電流有效值（RMS），\(\cos\varphi\) 則是功率因數。視在功率的算法更簡單：$$S = V \times I$$（單位 VA）。實功率才是電器真正轉換為有用功的部分，也是電表計費的依據。
實際範例
假設一台馬達使用 230 V 電源、電流 5 A，功率因數為 0.9，則實功率 $$= 230 \times 5 \times 0.9 = 1035 \text{ W}$$而視在功率為 $$230 \times 5 = 1150 \text{ VA}$$可見供電容量必須大於實際的有效瓦數才夠用。
按負載類型的典型功率因數值
功率因數（\(\cos\varphi\)）描述負載將供應電流有效轉換為有用實功率的程度。純電阻負載的功率因數為 1.0，而馬達和電子負載則吸取額外的無功電流，降低了這個數值。下表的值是典型的工作範圍；確切數值取決於負載、年齡和設計。
| 負載類型 | 典型功率因數 | 說明 |
|---|---|---|
| 白熾燈 / 加熱器（電阻性） | 1.0 | 純電阻性 — 瓦數等於伏安數。 |
| LED 照明（帶驅動器） | 0.5 – 0.95 | 優質驅動器達到 0.9 以上；便宜的驅動器可能很低。 |
| 帶磁性鎮流器的螢光燈 | 0.5 – 0.6 | 配備電子鎮流器或校正後改進至約 0.95。 |
| 冰箱 / 冷凍柜 | 0.6 – 0.8 | 啟動時壓縮機馬達佔主導地位。 |
| 洗衣機馬達 | 0.5 – 0.7 | 在洗滌和旋轉週期中變化。 |
| 單相感應馬達 | 0.7 – 0.85 | 部分負載時較低，接近滿負載時較高。 |
| 電腦 / SMPS 電源供應 | 0.6 – 0.95 | 具有主動功率因數校正的裝置達到 0.95–0.99。 |
| 空調機 | 0.8 – 0.9 | 變頻器型號具有功率因數校正，位於高端。 |
常見情況下的瓦數
實功率使用 \(P = V \times I \times \cos\varphi\) 求得，而視在功率只是 \(S = V \times I\)（以伏安計）。視在功率等於實功率僅當功率因數為 1.0 時；隨著功率因數下降，兩者間的差異擴大。下表使用兩個公式逐一計算每個情況。
| 電壓（V） | 電流（A） | 功率因數 | 視在功率（VA） | 實功率（W） |
|---|---|---|---|---|
| 230 | 5 | 0.9 | 1150 | 1035 |
| 120 | 10 | 1.0 | 1200 | 1200 |
| 240 | 8 | 0.8 | 1920 | 1536 |
| 230 | 3 | 0.7 | 690 | 483 |
第一行的計算例子：\(S = 230 \times 5 = 1150\ \text{VA}\) 和 \(P = 230 \times 5 \times 0.9 = 1035\ \text{W}\)。115 VA 的差異是無功功率，在不進行有用工作的情況下循環。
關鍵術語說明
- 實功率（P）
- 實際轉換為有用工作或熱量的功率，以瓦（W）計。由 \(P = V \times I \times \cos\varphi\) 給出。這是能量表計費的內容，也是進行機械或熱工作的功率。
- 視在功率（S）
- RMS 電壓和 RMS 電流的乘積，以伏安（VA）計：\(S = V \times I\)。它設定電纜、變壓器和發電機的額定值，因為無論功率因數如何，它們都必須承載全部電流。
- 無功功率（Q）
- 在電源和無功元件（電感器、電容器）之間振盪而不被消耗的功率，以無功伏安（VAR）計：\(Q = V \times I \times \sin\varphi\)。三個功率的關係為 \(S^2 = P^2 + Q^2\)。
- 功率因數（cos φ）
- 實功率與視在功率的無因次比率，\(\text{PF} = P / S = \cos\varphi\)，範圍從 0 到 1。值為 1 表示所有電流都進行有用工作；較低的值表示浪費的容量。
- RMS 電壓 / 電流
- 交流波形的均方根值，分別以伏（V）和安培（A）計。RMS 是產生相同發熱的等效 DC 值，通常是引用的電壓/電流（例如 120 V、230 V 主電源）。
- 相位角（φ）
- 電流波形相對於電壓波形滯後或超前的角度，以度（或弧度）計。其餘弦是功率因數；\(\varphi = 0^\circ\) 得到單位功率因數（純電阻負載）。
常見問題
什麼是功率因數？它是實功率與視在功率的比值，數值介於 0 到 1。等於 1 時，代表電壓與電流完全同相。
如果是電阻性負載怎麼算？功率因數直接設為 1，瓦數就等於電壓 × 電流。
這適用於三相系統嗎？不適用。平衡三相系統需再乘上 \(\sqrt{3}\)（即 \(P = \sqrt{3} \times V \times I \times \cos\varphi\)）。本計算器僅適用於單相負載。
