Ihnen liegt das Prinzip zu Grunde, dass sich jeder zwar periodische, nicht jedoch sinusförmige Vorgang durch eine theoretisch unendliche Summe sinusförmiger Vorgänge zusammensetzen lässt, wie der französische Mathematiker Jean-Baptiste-Joseph Fourier 1822 herausfand. Während es damals noch fast keinen elektrischen Strom gab, findet diese zunächst rein mathematische Entdeckung heute ihre wohl bedeutendste praktische Anwendung in der Elektrotechnik. Die so genannte, links und unten an zwei Beispielen dargestellte Fourier-Analyse einer beliebigen, periodisch verlaufenden Kurvenform besagt demnach, dass eine jede solche Funktion aus sinusförmigen Teilschwingungen besteht. Es sind dies die Grundschwingung, die den sinusförmigen Anteil gleicher Frequenz (Grundfrequenz) der betreffenden Funktion darstellt, und die Oberschwingungen, deren Frequenzen ganzzahlige Vielfache hiervon sind.

Daneben gibt es aber auch einige Abweichungen zwischen beiden Fällen. Zur Veranschaulichung wurden die Werte zusätzlich in Tabelle 1 und Tabelle 2 einander nummerisch gegenüber gestellt. Die Amplituden der beiden Beispielkurven wurden so gewählt, dass sich in jedem Fall ein theoretischer Gesamt-Effektivstrom von 1 A ergibt. Beim voll ausgetasteten Rechteckstrom (der nicht »lückt«, also keine »Pausen« um die Nulldurchgänge aufweist) entspricht dies natürlich einem Scheitelwert von ebenfalls 1 A – denn was heißt schon »Scheitel« bei einem Rechteck? Bei der Dreieckform beträgt der Faktor 1/√3, wie sich in Formelsammlungen nachlesen lässt. In den beiden Tabellen 1 und 2 wurden jeweils die Effektivwerte der darzustellenden Summenkurven im Bereich bis zur Ordnungsnummer 17 zusammengezählt. Die Addition erfolgt »pythagoräisch«; der Gesamt-Effektivwert errechnet sich also, wie immer bei der Überlagerung mehrerer Frequenzen, indem man die einzelnen Werte quadriert, die Quadrate addiert und aus der Summe wieder die Wurzel zieht. Ein Minuszeichen bedeutet lediglich, dass die betreffende Harmonische mit einer negativen Halbschwingung beginnt, obwohl die Grundschwingung mit einer positiven Sinus-Halbschwingung anfängt. Beim Quadrieren scheiden die Minuszeichen dann dahin: Auf den Effektivwert des Gesamtstroms wirken sie sich nicht aus – obwohl im Falle von Bild 13 zu jeder Halbschwingung der Grundschwingung drei Halbschwingungen der fünften Oberschwingung hinzu gezählt und nur zwei abgezogen werden. In Bild 14 hingegen werden zu jeder Halbschwingung der Grundschwingung nur zwei Halbschwingungen der fünften Oberschwingung hinzu gezählt, aber drei abgezogen. Die Überlagerung Scheitel auf Scheitel ist jedoch wegen der Quadratur »effektiver« und trägt so mehr zum Effekivwert bei. Man könnte sagen, dass der Strom in Teilzeit effektiver arbeitet als in Vollzeit. Die so errechneten Werte wurden farblich hervorgehoben. Folgende Unterschiede fallen dabei auf: