A distribuição de energia elétrica através dos circuitos se dá, no Brasil, em corrente alternada à freqüência de 60 Hertz. A corrente é dita alternada porque ora os elétrons, pequenas partículas de carga negativa que orbitam em torno do núcleo dos átomos do elemento condutor, são impelidos a fluir, de um átomo a outro, em uma determinada direção e no instante seguinte na direção oposta. Complementarmente, a taxa de alternância do sentido do fluxo dos elétrons no meio condutor é denominada freqüência e quando se diz que esta é de 60 Hertz, ou seja, de 60 ciclos/segundo, significa que a corrente elétrica alterna sua direção 60 vezes a cada segundo.
Sabendo-se disto, pode-se representar graficamente este movimento dos elétrons através de uma função senoidal, onde a curva da tensão é dada pela diferença de potencial entre dois pontos distintos do meio condutor a cada instante e a curva da corrente é dada pela carga que atravessa uma seção transversal do meio condutor em cada instante e em cada direção do fluxo, como representado na figura abaixo:
O exemplo acima representa uma situação ideal, onde as formas de onda da tensão e da corrente não sofrem deformações em razão da utilização de equipamentos eletrônicos como conversores, inversores de freqüência, reatores eletrônicos e máquinas de solda. Nos casos reais, onde os equipamentos citados podem estar presentes, as formas de onda são distorcidas, passando a apresentar característica não-senoidal.
O teorema de Fourier estabelece que cada forma de onda não-senoidal pode ser decomposta em diversas formas de onda de característica senoidal, partindo-se de uma componente fundamental à freqüência de 60 Hertz e outras tantas componentes à freqüências múltiplas de 60 Hertz, que somadas resultam na forma de onda distorcida observada. A figura abaixo apresenta tal decomposição.
Recebem o nome de harmônicos as formas de onda de freqüência igual aos múltiplos da freqüência fundamental de 60 Hertz. A ordem harmônica de cada componente será o número do múltiplo da freqüência fundamental. Assim, a 3ª harmônica é a componente de freqüência igual a 180 Hertz e, dessa forma, sucessivamente. Quando a forma de onda distorcida é a da tensão, diz-se distorção harmônica de tensão e de forma similar ocorre quando a onda distorcida é a da corrente.
Altos níveis de distorção harmônica numa instalação elétrica podem causar problemas para as redes de distribuição das concessionárias e para a própria instalação, assim como para os equipamentos ali instalados. O aumento de tensão na rede causado pela distorção harmônica acelera a fadiga dos motores e as isolações de fios e cabos, o que pode ocasionar queimas, falhas e desligamentos. Adicionalmente, as harmônicas aumentam o valor médio quadrático da corrente elétrica verificada (devido à ressonância série), causando elevação nas temperaturas de operação de diversos equipamentos e diminuição de sua vida útil.
