Con il termine armoniche si intendono tensioni o correnti sinusoidali di frequenza pari a un multiplo intero della frequenza fondamentale di funzionamento del sistema elettrico in grado di determinare una distorsione delle forme d'onda.

La distorsione della forma d'onda della tensione (fig. 1.2) in un punto qualsiasi della rete è l'effetto dell'azione combinata dei carichi distorcenti distribuiti sulla rete stessa. Lo sviluppo in serie di Fourier della forma d'onda della tensione conduce solitamente a un numero illimitato di componenti armoniche; quelle significative per le reti elettriche si limitano tuttavia a ordini che vanno da 2 a 50.

Un criterio facile e comodo per una prima valutazione del contenuto armonico è il ricorso ai fattori di distorsione armonica totale di tensione (THDv) e di corrente (THDi), (dall'inglese Total Harmonic Distortion):

Per ogni componente armonica si può ricavare il valore percentuale relativo alla fondamentale definito come distorsione armonica individuale IHD, (dall'inglese Individual Harmonic Distortion):

per la tensione                       con   n = 1,...,h

per la corrente                           con    n = 1,...,h

Distorsione della forma d'onda di tensione

Le principali cause di distorsione della corrente e quindi di deformazione della forma d'onda di tensione e di corrente sono i carichi commutati elettronicamente (raddrizzatori, convertitori, regolatori in c.a., cicloconvertitori, ecc.), i carichi con caratteristiche non lineari (apparecchiature a saturazione magnetica, lampade a scarica, forni ad arco, saldatrici, trasformatori, ecc.) e carichi inseriti e disinseriti da organi da manovra (condensatori, filtri, motori a induzione, ecc.).

I principali effetti sulla rete di alimentazione delle armoniche di tensione e di corrente sono l'esaltazione del contenuto armonico per effetto di risonanze serie e parallelo eventualmente presenti nel sistema, la riduzione complessiva del rendimento del sistema stesso, il danneggiamento dell'isolamento dei componenti con conseguente riduzione della durata di vita. Tali effetti possono essere istantanei (guasti, malfunzionamento o degrado dell'operazione di apparecchiature di regolazione ed elettroniche in generale) oppure a lungo termine (effetti principalmente di natura termica dovuti a perdite addizionali nel ferro, nel rame, a perdite dielettriche ed a coppie pulsanti nel caso dei motori e dei generatori).

Gli interventi possibili per contenere l'inquinamento armonico possono avvenire con provvedimenti presi dall'utente o dall'ente distributore. Nel primo caso si possono adottare tecniche di cancellazione delle armoniche con opportuni collegamenti dei trasformatori di alimentazione o opportuni raggruppamenti dei carichi (per es. passaggio da 6 a 12 impulsi per i ponti di conversione). Nel secondo caso si può agire sulla struttura della rete di alimentazione, aumentando la potenza di corto circuito mediante l'installazione di macchine di taglia più elevata od unendo le eventuali semisbarre, fermo restando il limite della massima corrente di corto circuito sopportabile dai componenti di rete.

Altri possibili interventi possono avvenire con mezzi di limitazione a livello di progettazione degli impianti, mediante la scelta appropriata di banchi di condensatori e reattori di sbarramento in serie ai banchi stessi, o con separazione di sbarre di alimentazione. La limitazione tramite filtri, comporta che la scelta del numero, delle frequenze e della larghezza di banda dei filtri, nonché la suddivisione della potenza rifasante tra loro è in genere funzione della realtà impiantistica.