Hva er prinsippet om superposisjon?

I fysikk og ingeniørfag er superposisjonsprinsippet den additive egenskapen til enhver lineær funksjon eller system.Gitt det beregnede eller målte utfallet av en inngangsvariabel, hvis en eller flere separate, blir ytterligere variabler samtidig brukt, vil det resulterende nettoutfallet være lik tillegget til hver variabels respektive individuelle utfall.Enkelt sagt kan dets grunnleggende konsept uttrykkes som følger: Hvis inngangen A resulterer i utgang x, og inngang Bs utgang er y, vil superposisjonen til begge inngangene a+b resultere i den tilsvarende utgangen x+y.En av grunnene til begrepet "superposisjon" er at prinsippet gjelder et bestemt sted og tid.Gitt den endrede tilstanden til aktive systemer, er overlagrede inngang og utgang posisjonshendelser og målinger.

Prinsippet om superposisjon kan brukes på lineære matematiske funksjoner, for eksempel algebraiske ligninger.Når noen av inngangsvariablene påvirkes av skalarer, for eksempel med de konstante koeffisientene i matematikkens kvadratiske ligninger, sies funksjonen å være både lineær og homogen.For eksemplet ovenfor, hvis kjente skalarer 1 og 2 blir brukt på inngangsvariablene 1A+2B, fører superposisjonen over til utgangen 1x+2y.Den kombinerte utgangen kalles ofte summen.

Mange mekaniske og elektriske produkter, systemer og prosesser er designet for å være lineære.Hvis en knott dreies med klokken, øker volumet tilsvarende.I alle unntatt de enkleste av enheter er imidlertid de fleste systemer kompliserte og påvirket av mange variabler.De er sjelden, absolutt lineære.Mens prinsippet om superposisjon er et praktisk og nyttig verktøy for modellering og analyse av systemer, blir det sett på som bare en optimal tilnærming av virkelige operasjonelle forhold.

Blant de lineære systemene har de mest hatt godt av anvendelse av superposisjonsprinsippet er de som som som somBruk bølgeenergi.Lyd, lys og andre elektromagnetiske strålingsbølger har også sterkt additive egenskaper.Formen av en bølge i seg selv kan beskrives som en lineær ligning.I henhold til prinsippet vil to eller flere bølger av en bestemt høyde eller amplitude som okkuperer det samme rommet og tiden, forvandles til en enkelt bølge hvis amplitude er summen av den opprinnelige bestanddelens bølgers amplituder.Tilsvarende vil lys av bølgelengden for fargen rød når det overlegges det av grønt, tilsetningen transformert til en bølgelengde som tilsvarer fargen gul.

Dette prinsippet om superposisjon er den underliggende teknologien til støydempingshodetelefoner.En mikrofon analyserer bølgeformen av omgivelseslyd, for eksempel den lave rumlingen til en flymotor.En høyttaler gjenskaper den samme bølgeformen, og før den legger denne lyden til systemet, forskyves den i tidsmessig fase.Når amplituden til motorens lydbølger kriser med en representativ verdi på 1, sammenfaller den med den ekstra lydens trau, den tilsvarende verdien på -1.Deres sumeffekt er null.