السعة

سعة المتغير الدوري هي مقياس لتغيره في فترة واحدة (مثل الفترة الزمنية أو المكانية ). سعة الإشارة غير الدورية هي حجمها مقارنة بقيمة مرجعية. هناك تعريفات مختلفة للسعة (انظر أدناه)، والتي هي كلها وظائف لحجم الاختلافات بين القيم القصوى للمتغير . في النصوص القديمة، يُطلق على طور الدالة الدورية أحيانًا اسم السعة. ^[1]

بالنسبة للموجات الدورية المتماثلة، مثل الموجات الجيبية أو موجات المثلث ، فإن سعة الذروة ونصف السعة متماثلتان.

في قياسات أنظمة الصوت والاتصالات وغيرها حيث يكون المقدار هو إشارة تتأرجح فوق وتحت قيمة مرجعية ولكنها ليست جيبية ، غالبًا ما يتم استخدام سعة الذروة. إذا كان المرجع صفرًا، فهذه هي القيمة المطلقة القصوى للإشارة؛ إذا كان المرجع قيمة متوسطة ( مكون تيار مستمر )، فإن سعة الذروة هي القيمة المطلقة القصوى للفرق عن ذلك المرجع.

تعني نصف السعة نصف السعة من الذروة إلى الذروة. ^[2] تستخدم غالبية الأدبيات العلمية ^[3] مصطلح السعة أو سعة الذروة للإشارة إلى نصف السعة.

إنه المقياس الأكثر استخدامًا على نطاق واسع للتذبذب المداري في علم الفلك ، وقياس شبه سعة السرعة الشعاعية الصغيرة للنجوم القريبة مهم في البحث عن الكواكب الخارجية (انظر مطيافية دوبلر ). ^[4]

بشكل عام، يكون استخدام سعة الذروة بسيطًا ولا لبس فيه فقط للموجات الدورية المتماثلة، مثل الموجة الجيبية أو الموجة المربعة أو الموجة المثلثية. بالنسبة للموجة غير المتماثلة (النبضات الدورية في اتجاه واحد، على سبيل المثال)، تصبح سعة الذروة غامضة. وذلك لأن القيمة تختلف اعتمادًا على ما إذا كانت الإشارة الموجبة القصوى تُقاس بالنسبة للمتوسط، أو الإشارة السالبة القصوى تُقاس بالنسبة للمتوسط، أو الإشارة الموجبة القصوى تُقاس بالنسبة للإشارة السالبة القصوى (سعة الذروة إلى الذروة ) ثم تُقسم على اثنين ( نصف السعة ). في الهندسة الكهربائية، يكون الحل المعتاد لهذا الغموض هو قياس السعة من جهد مرجعي محدد (مثل الأرض أو 0 فولت). بالمعنى الدقيق للكلمة، لم تعد هذه سعة نظرًا لوجود احتمال تضمين ثابت ( مكون تيار مستمر ) في القياس.

سعة الذروة إلى الذروة (المختصرة p–p أو PtP أو PtoP ) هي التغير بين الذروة (أعلى قيمة للسعة) والقاع (أدنى قيمة للسعة، والتي يمكن أن تكون سلبية). باستخدام الدوائر الكهربائية المناسبة، يمكن قياس سعات التذبذبات الكهربائية من الذروة إلى الذروة بواسطة أجهزة القياس أو من خلال عرض الشكل الموجي على منظار الذبذبات . تُعد سعة الذروة إلى الذروة قياسًا مباشرًا على منظار الذبذبات، حيث يمكن التعرف بسهولة على قمم الشكل الموجي وقياسها مقابل الشبكة . تظل هذه طريقة شائعة لتحديد السعة، ولكن في بعض الأحيان تكون مقاييس السعة الأخرى أكثر ملاءمة.

تُستخدم سعة الجذر التربيعي المتوسط ​​(RMS) بشكل خاص في الهندسة الكهربائية : يتم تعريف الجذر التربيعي المتوسط ​​على أنه الجذر التربيعي لمتوسط ​​​​الزمن لمربع المسافة الرأسية للرسم البياني من حالة الراحة؛ ^[5] أي الجذر التربيعي المتوسط ​​لموجة التيار المتردد (بدون مكون تيار مستمر ).

بالنسبة للأشكال الموجية المعقدة، وخاصة الإشارات غير المتكررة مثل الضوضاء، تُستخدم سعة الجذر التربيعي المتوسط ​​عادةً لأنها لا لبس فيها ولها أهمية فيزيائية. على سبيل المثال، تكون القدرة المتوسطة المنقولة بواسطة موجة صوتية أو كهرومغناطيسية أو بواسطة إشارة كهربائية متناسبة مع مربع سعة الجذر التربيعي المتوسط ​​(وليس بشكل عام مربع سعة الذروة). ^[6]

بالنسبة للتيار الكهربائي المتناوب ، فإن الممارسة العامة هي تحديد قيم الجذر التربيعي المتوسط ​​لشكل الموجة الجيبية. إحدى خصائص الجهد والتيارات ذات الجذر التربيعي المتوسط ​​هي أنها تنتج نفس التأثير الحراري الذي ينتجه التيار المباشر في مقاومة معينة.

تُستخدم قيمة الذروة إلى الذروة، على سبيل المثال، عند اختيار مقومات لإمدادات الطاقة، أو عند تقدير الجهد الأقصى الذي يجب أن يتحمله العزل. تتم معايرة بعض الفولتميتر الشائعة لسعة الجذر التربيعي المتوسط، ولكنها تستجيب للقيمة المتوسطة لشكل الموجة المصحح. تندرج العديد من الفولتميتر الرقمية وجميع مقاييس الملفات المتحركة في هذه الفئة. تكون معايرة الجذر التربيعي المتوسط ​​صحيحة فقط لمدخل موجة جيبية لأن النسبة بين قيم الذروة والمتوسط ​​والجذر التربيعي المتوسط ​​تعتمد على شكل الموجة . إذا كان شكل الموجة الذي يتم قياسه مختلفًا تمامًا عن موجة جيبية، فإن العلاقة بين الجذر التربيعي المتوسط ​​والقيمة المتوسطة تتغير. تم استخدام مقاييس الاستجابة الجذر التربيعي المتوسط ​​الحقيقية في قياسات التردد اللاسلكي ، حيث قامت الأدوات بقياس تأثير التسخين في المقاوم لقياس التيار. أدى ظهور المقاييس التي يتم التحكم فيها بواسطة المعالج الدقيق والقادرة على حساب الجذر التربيعي المتوسط ​​عن طريق أخذ عينات من شكل الموجة إلى جعل قياس الجذر التربيعي المتوسط ​​الحقيقي أمرًا شائعًا.

في مجال الاتصالات السلكية واللاسلكية، سعة النبضة هي حجم معلمة النبضة ، مثل مستوى الجهد ، أو مستوى التيار ، أو شدة المجال ، أو مستوى الطاقة .

يتم قياس سعة النبضة بالنسبة إلى مرجع محدد، وبالتالي يجب تعديلها باستخدام مؤهلات، مثل المتوسط ، أو اللحظي ، أو الذروة ، أو الجذر التربيعي المتوسط .

تنطبق سعة النبضة أيضًا على سعة أغلفة الموجة المعدلة بالتردد والطور . ^[7]

في معادلة الموجة البسيطة هذه

${\displaystyle x=A\sin(\omega [tK])+b\ ,}$

• ${\displaystyle A}$هي السعة (أو سعة الذروة)،
• ${\displaystyle x}$هو المتغير المتذبذب
• ${\displaystyle \omega }$هو التردد الزاوي ،
• ${\displaystyle t}$لقد حان الوقت
• ${\displaystyle K}$وهما ثوابت عشوائية تمثل إزاحات الوقت والإزاحة على التوالي.${\displaystyle b}$

تعتمد وحدات السعة على نوع الموجة، ولكنها تكون دائمًا بنفس وحدات المتغير المتذبذب. إن التمثيل الأكثر عمومية لمعادلة الموجة يكون أكثر تعقيدًا، ولكن دور السعة يظل مشابهًا لهذه الحالة البسيطة.

بالنسبة للموجات على خيط ، أو في وسط مثل الماء ، فإن السعة هي الإزاحة .

تشير سعة الموجات الصوتية والإشارات الصوتية (التي تتعلق بالحجم) تقليديًا إلى سعة ضغط الهواء في الموجة، ولكن في بعض الأحيان يتم وصف سعة الإزاحة ( حركات الهواء أو الحجاب الحاجز لمكبر الصوت ). ^{[ بحاجة لمصدر ]} عادةً ما يتم اقتباس لوغاريتم مربع السعة بالديسيبل ، لذا فإن السعة الصفرية تتوافق مع − ∞  ديسيبل. يرتبط مستوى الصوت بالسعة والشدة وهو أحد أبرز صفات الصوت، على الرغم من أنه يمكن التعرف عليه في الأصوات العامة بشكل مستقل عن السعة . يتناسب مربع السعة مع شدة الموجة.

بالنسبة للإشعاع الكهرومغناطيسي ، تتوافق سعة الفوتون مع التغيرات في المجال الكهربائي للموجة. ومع ذلك، يمكن حمل الإشارات الراديوية بواسطة الإشعاع الكهرومغناطيسي؛ حيث يتم تذبذب شدة الإشعاع ( تعديل السعة ) أو تردد الإشعاع ( تعديل التردد ) ثم يتم تغيير التذبذبات الفردية (تعديلها) لإنتاج الإشارة.

يشير غلاف السعة إلى التغيرات في سعة الصوت بمرور الوقت، وهو خاصية مؤثرة حيث يؤثر على إدراك الجرس. تتمتع النغمة المسطحة بسعة حالة ثابتة تظل ثابتة طوال الوقت، والتي يتم تمثيلها بواسطة مقياس. يمكن أن تحتوي الأصوات الأخرى على أغلفة سعة إيقاعية تتميز ببداية مفاجئة يتبعها تحلل أسي فوري. ^[8]

تعتبر مغلفات السعة الإيقاعية من السمات المميزة لأصوات التأثير المختلفة: صوت اصطدام كأسين من النبيذ معًا، أو صوت ضرب الطبلة، أو صوت إغلاق الباب، وما إلى ذلك، حيث تكون السعة مؤقتة ويجب تمثيلها إما كدالة مستمرة أو متجه منفصل. تحاكي مغلفات السعة الإيقاعية العديد من الأصوات الشائعة التي تتميز بهجوم مؤقت لمستوى الصوت، ثم انخفاضه، ثم استمراره، ثم إطلاقه. ^[9]

مع الأشكال الموجية التي تحتوي على العديد من النغمات العليا، يمكن تحقيق نغمات عابرة معقدة من خلال تعيين كل نغمة عليا لغلاف سعة عابرة مميز خاص بها. لسوء الحظ، فإن هذا له تأثير تعديل مستوى صوت الصوت أيضًا. من المنطقي فصل مستوى الصوت عن جودة التوافقيات لتكون معلمات يتم التحكم فيها بشكل مستقل عن بعضها البعض.

للقيام بذلك، يتم تطبيع مغلفات السعة التوافقية إطارًا بإطار لتصبح مغلفات تناسب السعة ، حيث تضاف جميع السعات التوافقية في كل إطار زمني إلى 100% (أو 1). بهذه الطريقة، يمكن التحكم في مغلف التحكم الرئيسي في مستوى الصوت بشكل واضح. ^[10]

في التعرف على الصوت، يمكن استخدام تطبيع السعة القصوى للمساعدة في محاذاة السمات التوافقية الرئيسية لصوتين متشابهين، مما يسمح بالتعرف على الجرس المتشابه بغض النظر عن مستوى الصوت. ^{[11] [12]}

• السعة المعقدة
• الموجات وخصائصها:
  • ظرف
  • تكرار
  • الطول الموجي
  • عامل القمة
• تعديل السعة
• السعة الحرارية للجسم
• السعة الحرارية الجوية
• ارتفاع الموج