Đặt điện áp xoay chiều $u=U_0\cos (\omega t+\phi )(\omega >0)$ vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Hệ số công suất của đoạn mạch là:

I. Công suất của mạch điện xoay chiều

1. Biểu thức của công suất

Công suất tiêu thụ điện: $\text{P}=U.I.\cos \phi$

2. Điện năng tiêu thụ của mạch điện

Điện năng tiêu thụ của mạch trong thời gian t: $W=\text{P}.t$

II. Hệ số công suất

1. Biểu thức của hệ số công suất

Hệ số công suất: $\cos \phi =\frac{R}{Z}=\frac{U_R}{U}$ 

Vì góc $\phi$ có giá trị tuyệt đối không vượt quá 90^o nên $0\le \cos \phi \le 1$

2. Tầm quan trọng của hệ số công suất trong quá trình cung cấp và sử dụng điện năng

Công suất tiêu thụ trung bình của các thiết bị điện trong nhà máy cho bởi: $\text{P}=U.I.\cos \phi$

Cường độ dòng điện hiệu dụng: $I=\frac{\text{P}}{U.\cos \phi }$ được dẫn đến nhà máy phát điện, qua các đường dây tải điện. Nếu r là điện trở của đường dây tải điện, với P xác định thì công suất hao phí trên đường dây tải điện là: ${\text{P}}_{hp}=r{I}^2=r.\frac{{\text{P}}^2}{U^2}.\frac{1}{{\cos }^2\phi }$

Nếu hệ số công suất $\cos \phi$ nhỏ thì công suất hao phí trên dây ${\text{P}}_{hp}$ sẽ lớn, kết quả đó ảnh hưởng đến sản xuất kinh doanh của công ty điện lực.

Do đó, người ta thường quy định hệ số $\cos \phi$ trong các cơ sở sử dụng điện năng phải lớn hơn một giá trị tối thiểu nào đó.