¿Por qué se dice que solo el componente de frecuencia fundamental proporciona potencia útil?

Es cierto porque el voltaje es sinusoidal y

sin(a).sin(b) = 1/2(cos(ab)+cos(a+b))

Y sólo en el caso de que a=b el resultado tenga un valor medio que no sea cero.

entonces todos los armónicos dan un resultado que no tiene efecto en el poder real

Es una afirmación demasiado general. Obviamente, con una carga resistiva, todas las frecuencias transfieren potencia.

Es realmente una declaración sobre maquinaria rotativa específicamente (motores y generadores). Para estos dispositivos, la energía en frecuencias distintas a la fundamental es tan probable que se oponga al trabajo que se está realizando como que lo ayude. Además, la energía de las frecuencias altas a menudo se desperdicia en forma de corrientes de Foucault no deseadas, etc.

Eso es cierto solo si la corriente está siendo distorsionada por la carga y no debido a la distorsión de la forma de onda del voltaje de la línea de CA.

Si multiplicas los valores instantáneos, punto por punto, de dos ondas sinusoidales de diferentes frecuencias, obtienes una forma de onda que tiene un promedio de cero. Tienes poder positivo durante algunos intervalos y poder negativo en otros intervalos. Eso muestra que la energía está pasando de un lado a otro en lugar de transferirse de la fuente a la carga.

Si el voltaje de la línea de CA está distorsionado, se transfiere energía armónica, pero es posible que no sea energía útil. En los motores de CA, la corriente armónica intentaría hacer que el motor funcione a una velocidad más alta en conflicto con la fundamental. Algunos de los armónicos intentarían impulsar el motor en la dirección inversa. Como resultado, toda la potencia armónica neta transferida se pierde en forma de calor, ruido y vibración. Cierta potencia armónica circularía entre la fuente y la carga al igual que circula el poser reactivo.

La potencia armónica sería útil en la medida en que provoque calentamiento cuando el calentamiento sea el uso deseado de la potencia. Existe alguna posibilidad de que la potencia armónica pueda ser útil en un motor universal. También podría ser útil cuando se rectifica y se filtra. Si bien se podría decir que parte del poder transferido es útil, los efectos indeseables superarían la utilidad.

Desde una cuadrícula de onda sinusoidal, esto es cierto ya que los armónicos se deben a cualquier "dispositivo no lineal".

Por ejemplo, la saturación parcial del núcleo magnético controlada por el voltaje máximo de excitación.

Sin embargo, esa afirmación contradice los inversores económicos con fuentes de onda cuadrada clasificadas en V-rms. Los armónicos en esta forma de onda de voltaje pueden generar la misma potencia en cargas resistivas. Pero entonces los armónicos pueden aumentar las pérdidas por corrientes de Foucault en los motores, por lo que es menos eficiente.

Entonces, si comprende la fuente de los armónicos y la impedancia de carga, puede comprender las excepciones a la regla . Un calentador eléctrico, al ser principalmente resistivo, puede usar fuentes de onda sinusoidal o cuadrada.

La única diferencia entre la potencia real (utilizada) y la potencia reactiva (almacenada) es el componente de cambio de fase de 90 grados de la corriente en relación con el voltaje, independientemente de si es fundamental o armónico.

En el contexto de la red eléctrica, la energía de CA se genera y transmite a través de transformadores en tres fases con una separación de 120 grados. El tercer armónico (el triple de la frecuencia) es idéntico para las tres fases, lo que puede verificar trazando las ondas sinusoidales. Cuando conecta una carga entre dos fases, el voltaje del tercer armónico es el mismo en ambos cables, por lo que su carga no ve nada. (Sin embargo, verá el tercer armónico de cualquier fase a tierra). Dado que un transformador trifásico se conecta solo entre fases, no puede recibir potencia del tercer armónico. Este bloqueo se aplica a cualquier armónico 3n. Esto solo sucede en la transmisión de energía trifásica, nunca cuando una sola línea de señal está conectada a una carga.