W obwodach prądu przemiennego (AC) przebiegi napięcia i prądu są sinusoidalne, a ich wzajemną relację opisuje kąt przesunięcia fazowego φ. Gdy mówimy, że prąd jest zgodny z napięciem, oznacza to, że oba przebiegi są zsynchronizowane w czasie: przejścia przez zero, maksima i minima występują jednocześnie.
To jest dokładnie definicja sytuacji "prąd jest w fazie z napięciem", czyli φ = 0°. W takim przypadku współczynnik mocy wynosi cos(φ)=cos(0°)=1, co jest charakterystyczne dla obciążenia czysto rezystancyjnego (brak składowej biernej).
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?
- 90° – przesunięcie o 90° jest typowe dla obciążenia czysto reaktancyjnego (idealna cewka lub idealny kondensator). Wtedy cos(90°)=0, czyli nie ma mocy czynnej, a to nie odpowiada "zgodności" przebiegów.
- 180° – oznacza przeciwfazę: gdy napięcie jest dodatnie, prąd jest ujemny (i odwrotnie). To jest sytuacja odwrotna do "w fazie", więc nie pasuje do opisu.
- 45° – to przykład obciążenia mieszanego (np. R-L lub R-C), gdzie część energii jest magazynowana w polu magnetycznym/elektrycznym, przez co pojawia się moc bierna i przesunięcie fazowe różne od zera.
W praktyce (także w obiektach związanych z instalacjami gazowymi) urządzenia elektryczne, takie jak pompy, dmuchawy czy napędy automatyki, powinny pracować możliwie blisko cos(φ)≈1, bo duże przesunięcie fazowe zwiększa udział mocy biernej, obciążenie sieci oraz straty. Dlatego rozumienie pojęcia "w fazie" i wartości φ jest ważne przy ocenie pracy zasilania odbiorników.
