[科普中国]-基波电流

非正弦周期电流信号按照傅里叶级数展开为多项正弦分量的线性叠加，这些正弦分量中频率最低的分量的频率与非正弦周期电流信号的频率相同，称为基波电流。

简介基波电流是将非正弦周期性电流函数按傅里叶级数展开时，序数为1的分量，即和原周期电流同频率的正弦电流分量1。

复合波的最低频率分量。

在复杂的周期性振荡中，包含基波和谐波。和该振荡最长周期相等的正弦波分量称为基波。相应于这个周期的频率称为基本频率。

频率等于基本频率的整倍数的正弦波分量称为谐波。

傅里叶级数一个周期信号可以通过傅里叶变换分解为直流分量C0和不同频率的正弦信号的线性叠加：

其中，Cm表示m次谐波的幅值，其角频率为mω，初始相位为φm，其有效值为cm/√2。

当m=1时，为基波分量的表达式，其角频率为ω，初始相位为φ1，其方均根值c1/√2称为基波有效值。

ω/2π为基波分量的频率，称为基波频率，基波分量的频率等于交流信号的频率。而m次谐波的频率为基波频率的整数倍（m倍）。

测量方法当信号的谐波频率与基波频率差距较大时，即信号的低次谐波含量较小，主要为高次谐波时，可以通过低通滤波的方法将高次谐波滤除，剩下就是信号的基波，采用均值检波表、峰值检波表和真有效值检波表均可测量其有效值，测量结果近似等于基波有效值。

当信号频谱较复杂时，尤其是低次谐波含量较大时，很难用滤波的方法将基波准确分离，一般先用交流采样获取离散时间信号序列，再用离散傅里叶变换（DFT或FFT）对其进行傅里叶展开，即可求得基波有效值。各种谐波分析仪和宽频功率分析仪（变频功率分析仪、高精度功率分析仪等）等设备均可测量适用频率范围内交流信号的基波有效值。上述仪器除了测量电压、电流的基波有效值之外，还具备功率测量及谐波测量功能。

非正弦周期电流电路非正弦周期电流电路是稳态电流和（或）电压随时间作周期性但偏离正弦变化的电路。电力系统中含有非线性元件会产生非正弦电流和电压，使电流和电压的波形偏离正弦形而发生畸变。

电力系统谐波和间谐波对电力系统造成污染，它对电力系统的主要危害是：①造成电力电容器和电缆的过负载或过电压而引起损坏；②使电机和电器产生附加功率损耗和发热，并可能引起振动；③对继电保护、自动控制装置和计算机等产生干扰和造成误动作；④干扰通信和使示波器等的图像显示失真。非正弦周期电流（或电压）常用傅里叶级数分解为谐波加以分析2。

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所