Las ondas periódicas son aquellas ondas que muestran periodicidad respecto del tiempo,es decir, describen ciclos repetitivos. En una onda periódica se cumple:
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| Donde el periodo propio fundamental , F es la frecuencia de la componente fundamental de la onda periódica y n un número entero. |
La forma más simple de onda periódica es la onda armónica (sinusoidal), que se describe matemáticamente:
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| La onda periódica más simple: una onda armónica. En este ejemplo, A=1, Ω=1 y θ=0. |
Esta onda está completamente caracterizada por tres parámetros: A es la amplitud de la sinusoide,
es la frecuencia en radianes por segundo (rad/s), y 
es la fase en radianes. En lugar de , a menudo se utiliza la frecuencia 
ciclos por segundo o hercios (Hz), donde 
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es la frecuencia en radianes por segundo (rad/s), y es la fase en radianes. En lugar de , a menudo se utiliza la frecuencia ciclos por segundo o hercios (Hz), donde .Sin embargo, el modelo descrito para las ondas armónicas no sirve para describir estructuras periódicas más complicadas: las ondas anarmónicas. Joseph Fourier demostró que las ondas periódicas con formas complicadas pueden considerarse como suma de ondas armónicas (cuyas frecuencias son siempre múltiplos enteros de la frecuencia fundamental). Así, supongamos que 
representa el desplazamiento periódico de una onda en una cierta posición. Si y su derivada son continuas, puede demostrarse que dicha función puede representarse mediante una suma del tipo:
representa el desplazamiento periódico de una onda en una cierta posición. Si y su derivada son continuas, puede demostrarse que dicha función puede representarse mediante una suma del tipo:
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| Ejemplo de onda periódica más compleja. La línea horizontal azul indica el nivel del valor eficaz. |
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