W obwodach prądu przemiennego sinusoidalnego kluczowe jest, czy element jest rezystancyjny, indukcyjny czy pojemnościowy. Dla obciążenia czysto indukcyjnego (idealnej indukcyjności, bez składowej rezystancyjnej) zachodzi relacja:
u(t) = L · di(t)/dt.
Oznacza to, że gdy prąd jest sinusoidalny, to napięcie jest przesunięte w fazie o ćwierć okresu względem prądu. W ujęciu fazorowym przyjmuje się, że napięcie wyprzedza prąd o 90° (równoważnie: prąd opóźnia się względem napięcia o 90°). To właśnie odpowiada przesunięciu fazowemu 90 stopni.
Dlaczego pozostałe wartości nie pasują?
- 0 stopni jest typowe dla obciążenia czysto rezystancyjnego, gdzie napięcie i prąd mają zgodne fazy (brak przesunięcia).
- 45 stopni może pojawić się w obwodach mieszanych (np. R-L lub R-C) przy określonym stosunku reaktancji do rezystancji, ale nie dla elementu idealnego "czysto indukcyjnego".
- 180 stopni oznacza przeciwfazę (odwrócenie znaku przebiegu), co nie opisuje typowej relacji napięcie–prąd w idealnej indukcyjności w stanie ustalonym.
Warto też zauważyć, że podana częstotliwość 50 Hz (standard sieci energetycznej) nie zmienia faktu, że w idealnym elemencie indukcyjnym kąt przesunięcia wynosi 90°. Częstotliwość wpływa natomiast na wartość reaktancji indukcyjnej i amplitud prądu/napięcia, ale nie na sam kąt dla elementu czystego.
