A hiszterézis megértése: definíció, példák és alkalmazások

A hiszterézis az a jelenség, amikor a rendszer kimenete megváltozik a bemenet változásaira válaszul, még a bemenet eltávolítása után is. Más szavakkal, a rendszer "memória" effektust mutat, ahol viselkedését a korábbi bemenetek vagy körülmények befolyásolják. A hiszterézis a rendszerek széles körében előfordulhat, beleértve a mechanikai, elektromos és biológiai rendszereket is. Például egy mágneses anyag hiszterézist mutathat, ha mágnesességét befolyásolja egy mágneses tér jelenléte, és az anyag mágnesezettsége a mező eltávolítása után is megmarad. Hasonlóképpen, egy elektronikus áramkör is mutathat hiszterézist, ha a kimeneti feszültsége a bemeneti feszültség változásaira reagálva megváltozik, még a bemeneti feszültség eltávolítása után is. A hiszterézis előnyös és káros is lehet, attól függően, hogy milyen környezetben fordul elő. Egyes esetekben a hiszterézis hasznos tulajdonságokat biztosíthat, például stabilitást vagy memóriát, míg más esetekben nem kívánt hatásokat, például oszcillációt vagy instabilitást okozhat.

Íme néhány példa a hiszterézisre:

1. Ferromágneses anyagok: Ezek az anyagok hiszterézist mutatnak, ha mágnesezettségüket mágneses tér jelenléte befolyásolja. Az anyag mágnesezettsége a mező eltávolítása után is megmarad, és ez hasznos lehet például adattárolásnál.
2. Elektronikus áramkörök: Hiszterézis léphet fel az elektronikus áramkörökben, amikor a kimeneti feszültség megváltozik a bemeneti feszültség változásai miatt, még a bemeneti feszültség eltávolítása után is. Ez hasznos lehet olyan alkalmazásoknál, mint az oszcillátorok és időzítők.
3. Biológiai rendszerek: Hiszterézis előfordulhat biológiai rendszerekben, például az emberi testben, ahol az ingerre adott válasz még az inger eltávolítása után is fennmaradhat. Például a szervezet hiszterézist mutathat, amikor stresszre reagál, ahol a válasz még a stresszor eltávolítása után is fennáll.
4. Mechanikai rendszerek: Hiszterézis léphet fel mechanikai rendszerekben, például rugókban és más rugalmas anyagokban, ahol a viselkedést korábbi terhelések vagy deformációk befolyásolják.
5. Hőrendszerek: Hiszterézis fordulhat elő termikus rendszerekben, például fűtési és hűtési rendszerekben, ahol a viselkedést a korábbi hőmérséklet vagy hőbevitel befolyásolja. Összefoglalva, a hiszterézis egy olyan jelenség, amikor a rendszer kimenete megváltozik a bemenet változásaira reagálva. , még a bemenet eltávolítása után is. Előfordulási kontextustól függően előnyös és káros is lehet, és számos rendszerben megfigyelhető, beleértve a mechanikai, elektromos és biológiai rendszereket is.