Was ist das Prinzip der Überlagerung?

In Physik und Ingenieurwesen ist das Prinzip der Überlagerung die additive Eigenschaft einer linearen Funktion oder eines Systems.Angesichts des berechneten oder gemessenen Ergebnisses einer Eingangsvariablen, wenn ein oder mehrere getrennte zusätzliche Variablen gleichzeitig angewendet werden, entspricht das resultierende Nettoergebnis der Zugabe der jeweiligen individuellen Ergebnisse jeder Variablen.Einfach angegeben, kann sein grundlegendes Konzept wie folgt ausgedrückt werden: Wenn Eingabe A in der Ausgabe X und die Ausgabe von Eingabe B y ist, führt die Überlagerung beider Eingang A+B zum entsprechenden Ausgang x+y.Einer der Gründe für den Begriff „Überlagerung“ ist, dass das Prinzip für einen bestimmten Ort und eine bestimmte Zeit gilt.Angesichts des sich ändernden Zustands von aktiven Systemen sind überlagerte Eingabe und Ausgabe Positionsereignisse und Messungen.

Das Prinzip der Überlagerung kann auf lineare mathematische Funktionen wie algebraische Gleichungen angewendet werden.Wenn eine der Eingangsvariablen von Skalaren beeinflusst wird, z.Für das obige Beispiel wird die Überlagerung auf die Eingangsvariablen 1A+2B auf die Ausgabe 1x+2y überträgt, falls bekannt Scalare 1 und 2 auf die Eingangsvariablen angewendet werden.Die kombinierte Ausgabe wird häufig als Summe bezeichnet.Wenn ein Knopf im Uhrzeigersinn gedreht wird, nimmt das Volumen entsprechend zu.In allen bis auf die einfachsten Geräte sind die meisten Systeme komplex und von vielen Variablen beeinflusst.Sie sind selten, absolut linear.Während das Prinzip der Überlagerung ein bequemes und hilfreiches Instrument zur Modellierung und Analyse von Systemen ist, gilt es nur als optimale Annäherung an die Betriebsbedingungen im wirklichen Leben.Wellenenergie verwenden.Schall, Licht und andere elektromagnetische Strahlungswellen haben ebenfalls stark additive Eigenschaften.Die Form einer Welle selbst kann als lineare Gleichung beschrieben werden.Nach dem Prinzip verwandeln sich zwei oder mehr Wellen einer bestimmten Höhe oder Amplitude, die denselben Raum und die gleiche Zeit besetzen, in eine einzelne Welle, deren Amplitude die Summe der Amplituden der ursprünglichen Wellen ist.In ähnlicher Weise wird das Licht der Wellenlänge für die Farbe rot, wenn sie mit dem von Grün überlagert werden, additiv in eine Wellenlänge umgewandelt, die der Farbe gelb entspricht.

Dieses Prinzip der Überlagerung ist die zugrunde liegende Technologie von Rauschkranzkopfhörern.Ein Mikrofon analysiert die Wellenform des Umgebungsschalls, wie das niedrige Rumpeln eines Flugzeugmotors.Ein Lautsprecher stellt die gleiche Wellenform her und wird vor dem Hinzufügen dieses Sounds zum System in zeitliche Phase verschoben.Wenn die Amplitude der Schallwelle des Motors zu einem repräsentativen Wert von 1 ist, fällt sie mit dem Trog des hinzugefügten Schalls zusammen, dem äquivalenten Wert von -1.Ihr Summeneffekt ist Null.