Qual è il principio di sovrapposizione?

In fisica e ingegneria, il principio di sovrapposizione è la proprietà additiva di qualsiasi funzione o sistema lineare.Dato il risultato calcolato o misurato di una variabile di input, se una o più variabili separate vengono applicate contemporaneamente, il risultato netto risultante è uguale all'aggiunta dei rispettivi risultati individuali di ciascuna variabile.In parole povere, il suo concetto di base può essere espresso come segue: se l'input A si traduce nell'output X e l'output di Input B è y, quindi la sovrapposizione di entrambi gli ingressi a+B comporterà l'uscita corrispondente x+y.Uno dei motivi del termine "sovrapposizione" è che il principio si applica a un luogo e tempo specifici.Dato lo stato mutevole dei sistemi attivi, input e output sovrapposti sono eventi e misurazioni di posizione.

Il principio di sovrapposizione può essere applicato a funzioni matematiche lineari, come le equazioni algebriche.Quando una qualsiasi delle variabili di input è influenzata da scalari, ad esempio con i coefficienti costanti delle equazioni quadratiche della matematica, si dice che la funzione sia lineare e omogenea.Per l'esempio sopra, se gli scalari noti 1 e 2 vengono applicati alle variabili di input 1a+2b, la sovrapposizione si trasforma all'output 1x+2y.L'uscita combinata è spesso chiamata somma.

Molti prodotti, sistemi e processi meccanici ed elettrici sono progettati per essere lineari.Se una manopola viene girata in senso orario, il volume aumenta di conseguenza.In tutti tranne i dispositivi più semplici, tuttavia, la maggior parte dei sistemi è complessa e influenzata da molte variabili.Sono raramente, assolutamente lineari.Mentre il principio di sovrapposizione è uno strumento conveniente e utile per la modellazione e l'analisi dei sistemi, è considerato solo un'approssimazione ottimale delle condizioni operative della vita reale.

Tra i sistemi lineari che hanno beneficiato di più dall'applicazione del principio di sovrapposizione sono quelli che sono quelli che sono quelli che sono quelli che sono quelli che sono quelli che sono quelli che sono quelli che sono quelli cheimpiegare l'energia delle onde.Anche le onde di radiazione del suono, della luce e di altre radiazioni elettromagnetiche hanno proprietà fortemente additive.La forma di un'onda stessa può essere descritta come un'equazione lineare.Secondo il principio, due o più onde di una particolare altezza o ampiezza che occupano lo stesso spazio e il tempo si trasformeranno in una singola onda la cui ampiezza è la somma delle ampiezze delle onde componenti originali.Allo stesso modo, la luce della lunghezza d'onda per il colore rosso quando sovrapposta a quella del verde verrà trasformata in modo aggiuntivo in una lunghezza d'onda corrispondente al colore giallo.

Questo principio di sovrapposizione è la tecnologia sottostante delle cuffie per la cancellazione del rumore.Un microfono analizza la forma d'onda del suono ambientale, come il basso rombo di un motore dell'aereo.Un altoparlante ricrea la stessa forma d'onda e prima di aggiungere questo suono al sistema, viene spostato in fase temporale.Quando l'ampiezza delle creste dell'onda sonora del motore a un valore rappresentativo di 1, coincide con la depressione del suono aggiunto, il valore equivalente di -1.Il loro effetto somma è zero.