Jaký je princip superpozice?

Ve fyzice a inženýrství je principem superpozice aditivní vlastnost jakékoli lineární funkce nebo systému. Vzhledem k vypočítanému nebo měřenému výsledku vstupní proměnné, pokud je jedna nebo více oddělena, se budou používat další proměnné současně, výsledný čistý výsledek se bude rovnat přidání příslušných jednotlivých výsledků každé proměnné. Jednoduše řečeno, jeho základní koncept lze vyjádřit následovně: Pokud vstup A výsledky do výstupu x a výstup vstupů B je y, pak superpozice obou vstupů A+B bude mít za následek odpovídající výstup x+y. Jedním z důvodů termínu „superpozice“ je to, že se princip vztahuje na konkrétní místo a čas. Vzhledem k měnícím se stavu aktivních systémů jsou superponované vstupy a výstup polohové události a měření.

Princip superpozice lze použít na lineární matematické funkce, jako jsou algebraické rovnice. Když je některá ze vstupních proměnných ovlivněna skaláry, například u konstantního koeficeCients of Mathova kvadratických rovnic, je tato funkce považována za lineární i homogenní. Pro výše uvedený příklad, pokud jsou známé skary 1 a 2 aplikovány na vstupní proměnné 1A+2b, superpozice přenese na výstup 1x+2y. Kombinovaný výstup se často nazývá součet.

Mnoho mechanických a elektrických produktů, systémů a procesů je navrženo tak, aby byly lineární. Pokud je knoflík otočen ve směru hodinových ručiček, zvýší se objem. Ve všech nejjednodušších zařízeních je však většina systémů složitá a ovlivněna mnoha proměnnými. Jsou zřídka, naprosto lineární. Zatímco princip superpozice je pohodlným a užitečným nástrojem pro modelování a analýzu systémů, je považován pouze za optimální aproximaci provozních podmínek v reálném životě.

Mezi lineární systémy, které mají nejvíce prospěch z uplatňování principu superpozice, jsou ty, které využívají vlnovou energii.Zvukové, světlo a další elektromagnetické záření mají také silně aditivní vlastnosti. Formu samotné vlny lze popsat jako lineární rovnici. Podle principu se dvě nebo více vln určité výšky nebo amplitudy zabírající stejný prostor a čas přemění na jednu vlnu, jejíž amplituda je součet původních amplitud vln. Podobně, světlo vlnové délky pro barvu červenou, když je superponováno na zelenou, bude aditivně transformováno na vlnovou délku odpovídající barvě žluté.

Tento princip superpozice je základní technologie sluchátka pro držení šumu. Mikrofon analyzuje průběh vlny okolního zvuku, jako je nízký rachot letounového motoru. Reproduktor obnovuje stejný tvar vlny a před přidáním tohoto zvuku do systému je posunut v časové fázi. Když se amplituda zvukové vlny motoru s reprezentativní hodnotou 1 shoduje s přidaným soudemDřívá, ekvivalentní hodnota -1. Jejich efekt jejich součtu je nula.