বিজ্ঞানীরা কেন ত্রিভুজ এবং বর্গক্ষেত্রের মতো অন্যান্য তরঙ্গরূপকে নয়, পরিবর্তিত স্রোতের প্রতিনিধিত্ব করতে সাইন ওয়েভের সাথে যেতে বেছে নিয়েছিলেন?
সাইন বর্তমান এবং ভোল্টেজ উপস্থাপনে অন্যান্য তরঙ্গরূপের উপরে সাইন কী সুবিধা দেয়?
বিজ্ঞানীরা কেন ত্রিভুজ এবং বর্গক্ষেত্রের মতো অন্যান্য তরঙ্গরূপকে নয়, পরিবর্তিত স্রোতের প্রতিনিধিত্ব করতে সাইন ওয়েভের সাথে যেতে বেছে নিয়েছিলেন?
সাইন বর্তমান এবং ভোল্টেজ উপস্থাপনে অন্যান্য তরঙ্গরূপের উপরে সাইন কী সুবিধা দেয়?
উত্তর:
বিজ্ঞপ্তি গতি প্রাকৃতিকভাবে একটি সাইন ওয়েভ উত্পাদন করে: -
এটি করার একটি খুব স্বাভাবিক এবং মৌলিক জিনিস এবং বিভিন্ন যে তরঙ্গরূপগুলি তৈরি করার চেষ্টা করা হয় তা আরও জটিল বা অনাকাঙ্ক্ষিত পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া বাড়ে।
আপ এবং ডাউন গতি (প্রকৃতিতে) সময়ের বিরুদ্ধে একটি সাইন ওয়েভ উত্পাদন করে: -
কোসাইন এবং সাইন ওয়েভ (প্রকৃতপক্ষে জটিল এক্সপেনসিয়েন্টগুলির আকারে তাদের উপাদানগুলি) লিনিয়ার, টাইম-ইনগ্রেন্ট সিস্টেমগুলির ইগেনফিউশনস, সময়-নির্ভর সিস্টেমের প্রতিক্রিয়া পেয়ে থাকে
অন্য কোনও তরঙ্গরূপের আকারটি সাধারণত সংরক্ষণ করা হবে না যেহেতু বিভিন্ন ইনপুট ফ্রিকোয়েন্সিগুলির জন্য প্রতিক্রিয়া আলাদা হবে, তাই আপনি যদি অনন্য ফ্রিকোয়েন্সিটির সিনোডিয়াল উপাদানগুলির মধ্যে কিছু ইনপুট বিচ্ছিন্ন করেন তবে সেইগুলির জন্য নেটওয়ার্কের পৃথক প্রতিক্রিয়াগুলি পরীক্ষা করে দেখুন এবং ফলাফলটি সাইনোডিয়াল সংকেতগুলিকে পুনরায় সংশ্লেষ করতে পারেন, ফলস্বরূপ সাধারণত এর সিনোডিয়াল উপাদানগুলির মধ্যে মূলত একই সম্পর্ক থাকবে না।
সুতরাং ফুরিয়ার বিশ্লেষণটি বেশ গুরুত্বপূর্ণ: প্যাসিভ নেটওয়ার্কগুলি সিনোডিয়াল সংকেতগুলিতে সোজাভাবে প্রতিক্রিয়া জানায়, তাই সাইনোয়েডগুলিতে এবং পিছনে সমস্ত কিছুকে দ্রবীভূত করা সার্কিটরি বিশ্লেষণের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ সরঞ্জাম।
সাইন এবং কোসাইন অনুসারে জিনিসগুলি দোলা দেয়। যান্ত্রিক, বৈদ্যুতিক, শাব্দিক, আপনি এটির নাম দিন। একটি বসন্তে একটি ভর স্তব্ধ করুন এবং সাইন ফাংশন অনুযায়ী এটি তার অনুরণনশীল ফ্রিকোয়েন্সিটিতে উপরে এবং নীচে নেমে আসবে। একটি এলসি সার্কিট একই রকম আচরণ করবে, কেবল বেগ এবং বলের পরিবর্তে স্রোত এবং ভোল্টেজ সহ।
একটি সাইনওয়েভে একটি একক ফ্রিকোয়েন্সি উপাদান থাকে এবং একাধিক বিভিন্ন সাইনওয়েভ যোগ করা থেকে অন্যান্য তরঙ্গগুলি তৈরি করা যায়। বর্ণালী বিশ্লেষককে দেখে আপনি সংকেতটিতে ফ্রিকোয়েন্সি উপাদানগুলি দেখতে পারেন। যেহেতু বর্ণালী বিশ্লেষক আপনার যে ফ্রিকোয়েন্সি সীমাটি দেখছেন তার উপর একটি সংকীর্ণ ফিল্টার ঝাঁপিয়েছেন, তাই আপনি সংকেতটিতে থাকা প্রতিটি ফ্রিকোয়েন্সিতে একটি শিখর দেখতে পাবেন। সাইনওয়েভের জন্য, আপনি ১ টি শিখর দেখতে পাবেন। বর্গাকার তরঙ্গের জন্য, আপনি শিখতে দেখবেন আফ, 3 এফ, 5 এফ, 7 এফ ইত্যাদি etc.
সাইন এবং কোসাইন হ'ল ঘোরানো জিনিসের প্রক্ষেপণ। উদাহরণস্বরূপ একটি এসি জেনারেটর নিন। একটি এসি জেনারেটর তারের কুণ্ডুলির পাশে একটি চৌম্বক স্পিন করে। চৌম্বকটি ঘোরার সাথে সাথে চৌম্বকটির কারণে কয়েলটির উপরে জড়িত ক্ষেত্রটি শ্যাফ্ট এঙ্গেলের সাইন অনুসারে পরিবর্তিত হবে এবং কয়েলটি জুড়ে একটি ভোল্টেজ তৈরি করবে যা সাইন ফাংশনের সাথেও সমানুপাতিক।
আরও গাণিতিক এবং শারীরিক বোধে সাইন এবং কোসাইন কেন তরঙ্গের মৌলিক হিসাবে ঘটে তা পাইথাগোরিয়ান উপপাদ্য এবং ক্যালকুলাসের মূল হতে পারে।
পাইথাগোরিয়ান উপপাদ্য আমাদেরকে এই রত্নটি দিয়েছেন, সাইন এবং কোসাইন সহ:
এটি সম্পূর্ণ পদার্থবিজ্ঞানের জগতে ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকা বিপরীত-স্কোয়ার আইনগুলিতে সাইন এবং কোসাইনগুলি একে অপরকে বাতিল করে দেয়।
এবং ক্যালকুলাস সহ আমাদের এটি রয়েছে:
এর অর্থ হ'ল ক্যালকুলাস অপারেশনের যে কোনও ফর্ম সাইন এবং কোসাইন সংরক্ষণ করতে পারে যদি সেগুলির মধ্যে পুরোপুরি একটি থাকে।
উদাহরণস্বরূপ, যখন আমরা হুকের আইনে অবজেক্টের তাত্ক্ষণিক অবস্থানটি সমাধান করি (সর্বত্রও একইরকম রূপ) আমাদের এটি রয়েছে:
+0.(9)
; এছাড়াও, আইএমও এটি লক্ষণীয় যে সাধারণভাবে ব্যবহৃত বেশিরভাগ ডিফারেনশিয়াল সমীকরণ (তরঙ্গ সমীকরণ, স্ট্রিং সমীকরণ, তরল সমীকরণ) সমাধানের জন্য x=e^(lambda*t)
বিকল্পের প্রয়োজন হয় , যা পরে সমাধান তৈরি করে যা x = A*sin(lambda*t) + B*cos(lambda*t)
আকারে তৈরি করা যায় , মূলত সমাধানগুলিতে সাইন / কোসাইন সম্প্রসারণকে বাধ্য করে যেমন সমীকরণ।
বিজ্ঞানীরা সাইন ওয়েভ বেছে নেননি, তারা এসি জেনারেটরের কাছ থেকে পেয়েছিল। এসি জেনারেটরে, চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের অভ্যন্তরে রটার গতির কারণে সাইন ওয়েভ উত্পন্ন হয়। অন্যথায় এটি করার সহজ কোনও উপায় নেই। এই চিত্রটি উইকিপিডিয়ায় দেখুন। http://en.wikipedia.org/wiki/Single-phase_generator#Revolving_armature
সাইন ওয়েভগুলির মধ্যে কেবল একটি ফ্রিকোয়েন্সি থাকে। একটি বর্গক্ষেত্র বা ত্রিভুজ তরঙ্গ হ'ল অসীম পরিমাণ সাইন ওয়েভের যোগফল যা মূল ফ্রিকোয়েন্সিটির সুরেলা।
একটি নিখুঁত বর্গাকার তরঙ্গের ডেরাইভেটিভ (শূন্য উত্থান / পতনের সময় রয়েছে) অসীম যখন এটি নিম্ন থেকে উচ্চ বা বিপরীতে পরিবর্তিত হয়। নিখুঁত ত্রিভুজ তরঙ্গটির ডেরাইভেটিভ শীর্ষ এবং নীচে অসীম।
এর একটি ব্যবহারিক পরিণতি হ'ল একটি বর্গ / ত্রিভুজ সংকেত স্থানান্তর করা শক্ত, কেবল কেবল সাইন ওয়েভের সংকেতের তুলনায় কেবলের মাধ্যমে বলুন।
আরেকটি পরিণতি হ'ল একটি বর্গাকার তরঙ্গ সাইন ওয়েভের তুলনায় অনেক বেশি বিকিরিত শব্দ উত্পন্ন করে। কারণ এতে প্রচুর হারমোনিক রয়েছে, সেই হারমোনিকগুলি বিকিরণ করতে পারে। একটি সাধারণ উদাহরণ একটি পিসিবিতে একটি এসডিআরএমের ঘড়ি। যত্নের সাথে চালিত না হলে এটি প্রচুর পরিমাণে বিকিরণ নির্গমন ঘটায়। এটি EMC টেস্টে ব্যর্থতার কারণ হতে পারে।
একটি সাইন ওয়েভও বিকিরণ করতে পারে তবে কেবল সাইন ওয়েভ ফ্রিকোয়েন্সি বেরিয়ে আসতে পারে।
প্রথমত, সাইন এবং কোসাইন ফাংশনগুলি সমানভাবে অবিচ্ছিন্ন থাকে (সুতরাং তাদের ডোমেনের কোথাও কোনও বিচ্ছিন্ন পয়েন্ট নেই) এবং পুরো রিয়েল লাইনে অসীম পার্থক্যযোগ্য। এগুলি টেলর সিরিজের সম্প্রসারণের মাধ্যমে সহজেই গণনা করা হয়।
এই বৈশিষ্ট্যগুলি সত্যিকারের লাইনে পর্যায়ক্রমিক ফাংশনের ফুরিয়ার সিরিজ সম্প্রসারণ সংজ্ঞায়িত করতে বিশেষভাবে কার্যকর । সুতরাং নন-সাইনোসয়েডাল তরঙ্গগুলি যেমন বর্গ, করাত এবং ত্রিভুজ তরঙ্গগুলি সাইন ফাংশনের অসীম যোগফল হিসাবে উপস্থাপিত হতে পারে। এরগো, সাইন ওয়েভ হরমোনিক অ্যানালাইসিসের ভিত্তি তৈরি করে এবং এটি বর্ণনা করার জন্য সবচেয়ে গাণিতিকভাবে সহজ তরঙ্গাকার।
আমরা সর্বদা শারীরিক বাস্তবের লিনিয়ার গাণিতিক মডেলগুলির সাথে কাজ করতে পছন্দ করি কারণ এর সাথে কাজ করা সরলতার কারণে। সাইনোসয়েডাল ফাংশন হ'ল লিনিয়ার সিস্টেমগুলির 'ইয়েজেন ফাংশন ' ।
ফাংশনটি একই থাকে এবং কেবল প্রশস্ত আকারে মাপা হয় এবং সময়মতো স্থানান্তরিত হয়। এটি আমাদেরকে একটি ভাল ধারণা দেয় যদি এটি সিস্টেমের মাধ্যমে প্রচার করে তবে সিগন্যালের কী হবে।
সাইন / কোসিন হ'ল দ্বিতীয় ক্রমের লিনিয়ার ডিফারেনশিয়াল সমীকরণের সমাধান।
sin '= cos, cos' = - পাপ
ইন্ডাক্টর এবং ক্যাপাসিটার হিসাবে বেসিক ইলেকট্রনিক উপাদানগুলি হয় উত্তেজনার বর্তমানের পার্থক্যের একটি সংহততা তৈরি করে।
সাইন ওয়েভগুলিতে ইচ্ছামত সংকেতগুলি দ্রবীভূত করার মাধ্যমে, ডিফারেনশিয়াল সমীকরণগুলি সহজেই বিশ্লেষণ করা যায়।
সংক্ষেপে এটিকে দেখার একটি উপায় হ'ল সাইন এবং কোসাইন ক্রিয়াকলাপগুলির একটি সুরেলা সিরিজ একটি সীমাবদ্ধ সময়ের ব্যবধানে বাস্তব-মূল্যবান ফাংশনগুলির লিনিয়ার ভেক্টর জায়গার একটি অরথোগোনাল ভিত্তি করে। সুতরাং একটি সময়ের ব্যবধানে একটি ফাংশন সুরেলা সম্পর্কিত সাইন এবং কোসাইন ফাংশনগুলির রৈখিক সংমিশ্রণ হিসাবে উপস্থাপিত হতে পারে।
অবশ্যই আপনি অন্য কিছু সেট ফাংশন (উদাহরণস্বরূপ নির্দিষ্ট তরঙ্গপত্রগুলি) ব্যবহার করতে পারেন যতক্ষণ না তারা একটি বৈধ ভিত্তি সেট গঠন করে, এবং সেইভাবে আগ্রহের ক্রিয়াটি ক্ষয় করে দেয়। কখনও কখনও এই ধরনের ক্ষয়গুলি কার্যকর হতে পারে তবে এখন পর্যন্ত আমরা কেবল তাদের জন্য বিশেষায়িত অ্যাপ্লিকেশনগুলি জানি।
একটি জ্যামিতিক উপমা গ্রহণ করা: আপনি কোনও ভেক্টরের উপাদানগুলি বর্ণনা করার জন্য অ-অর্টোগোনাল ভিত্তিকে ব্যবহার করতে পারেন। উদাহরণস্বরূপ, অরথনরমাল ভিত্তিতে কোনও ভেক্টরের উপাদান থাকতে পারে [1,8,-4]
। অন্য কিছুতে, অ-অর্থেথোনরমাল ভিত্তিতে এর উপাদানগুলি থাকতে পারে [21,-43,12]
। উপাদানগুলির এই সেটটি সাধারণ অরথনোরাল ভিত্তির তুলনায় ব্যাখ্যা করা সহজ বা কঠোর কিনা আপনি কী চেষ্টা করছেন তার উপর নির্ভর করে।