1. Karakteristik nonlinier

Dioda, thyristor, dan perangkat elektronika daya lainnya dalam peralatan penyearah memiliki karakteristik voltametri nonlinier. Ambil contoh dioda, ketika tegangan AC input berada dalam setengah lingkaran positif, dioda positif dan arus dapat melewatinya; Pada setengah siklus negatif, dioda dibalik dan arus hampir nol. Karakteristik ini tidak berubah secara linier dengan tegangan input, sehingga arus dan tegangan output setelah penyearahan tidak lagi berupa gelombang sinus standar, yang mengakibatkan harmonik.

2. Proses pergantian

Dalam rangkaian penyearah arus bolak-balik, proses komutasi terjadi ketika urutan fasa catu daya AC berubah atau ketika perangkat seperti thyristor memicu on-off dan off-off. Pada saat komutasi, arus ditransfer dari satu cabang ke cabang lainnya. Karena adanya induktor, kapasitor, dan komponen lain dalam rangkaian, arus tidak dapat berubah secara tiba-tiba, dan akan terjadi proses transien, yang mengakibatkan distorsi bentuk gelombang arus dan harmonik. Misalnya, dalam rangkaian penyearah jembatan tiga fasa, proses komutasi thyristor akan memasukkan harmonik dengan frekuensi tertentu ke dalam arus keluaran.

3. Struktur sirkuit

Struktur rangkaian peralatan penyearah juga akan memengaruhi pembangkitan harmonik. Misalnya, rangkaian penyearah setengah gelombang hanya menggunakan setengah siklus catu daya AC, ketidaksinambungan bentuk gelombang keluaran lebih jelas, dan kandungan harmonik relatif tinggi. Meskipun rangkaian penyearah gelombang penuh dan rangkaian penyearah jembatan menggunakan seluruh siklus catu daya AC, karena karakteristik struktur rangkaiannya, harmonik pasti akan dihasilkan dalam proses penyearahan.

4. Karakteristik beban

Bila peralatan penyearah memiliki beban nonlinier, seperti tungku busur listrik, konverter frekuensi, dsb., karakteristik nonlinier dari beban itu sendiri akan mendistorsi bentuk gelombang arus masukan dari peralatan penyearah, yang mengakibatkan harmonik. Mengambil contoh inverter, elektronika daya di dalamnya akan memotong dan membalikkan catu daya sesuai dengan sinyal kontrol saat bekerja, sehingga arus masukan tidak lagi berupa gelombang sinus, tetapi mengandung sejumlah besar komponen harmonik.