Cálculo de distorsión armónica total (THD): métodos y herramientas

Qué es la distorsión armónica

Ocurre cuando un sistema genera múltiplos enteros de la frecuencia fundamental (armónicos), distorsionando la onda senoidal pura. Causas: amplificadores no lineales, fuentes conmutadas, cargas no lineales, saturación magnética. Efectos: interferencias, sobrecalentamiento, errores en comunicaciones, daño a equipos.

Tipos de distorsión armónica

• Orden par (2º, 4º, 6º...): Asimetría en semi-ciclos. Causada por núcleos magnéticos saturados, circuitos push-pull desbalanceados.
• Orden impar (3º, 5º, 7º...): Simetría semi-ciclos pero distorsión. Típica en transformadores, rectificadores, cinta magnética.

Cálculo del THD (Total Harmonic Distortion)

El THD se define como la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de todos los armónicos (RMS), dividida por el valor RMS de la fundamental, expresado en %:

THD (%) = √(V₂² + V₃² + V₄² + ...) / V₁ × 100

Donde V₁ = voltaje RMS fundamental, V₂, V₃... = voltajes RMS armónicos.

Métodos prácticos

1. Analizador de espectro / FFT: Mide cada armónico individualmente. Equipo profesional.
2. Medidor de THD dedicado: Filtra la fundamental y mide lo restante (armónicos + ruido).
3. Calculadoras en línea: Ingrese valores de armónicos medidos para obtener THD automático.
4. Simulación (SPICE): Para diseño de circuitos, simule y calcule THD teórico.

Referencias técnicas

Revistas como "Electrical Construction & Maintenance (EC&M)", "PC Magazine", y normas IEEE 519 detallan metodologías de medición y límites aceptables según aplicación.