Hysteresis begrijpen: definitie, voorbeelden en toepassingen

Hysterese is het fenomeen waarbij de output van een systeem verandert als reactie op veranderingen in de input, zelfs nadat de input is verwijderd. Met andere woorden, het systeem vertoont een ‘geheugeneffect’, waarbij zijn gedrag wordt beïnvloed door eerdere input of omstandigheden. Hysteresis kan voorkomen in een breed scala aan systemen, waaronder mechanische, elektrische en biologische systemen. Een magnetisch materiaal kan bijvoorbeeld hysteresis vertonen wanneer de magnetisatie ervan wordt beïnvloed door de aanwezigheid van een magnetisch veld, en de magnetisatie van het materiaal zal blijven bestaan, zelfs nadat het veld is verwijderd. Op dezelfde manier kan een elektronisch circuit hysteresis vertonen wanneer de uitgangsspanning verandert als reactie op veranderingen in de ingangsspanning, zelfs nadat de ingangsspanning is verwijderd. Hysteresis kan zowel gunstig als nadelig zijn, afhankelijk van de context waarin deze plaatsvindt. In sommige gevallen kan hysteresis nuttige eigenschappen bieden, zoals stabiliteit of geheugen, terwijl het in andere gevallen ongewenste effecten kan veroorzaken, zoals oscillaties of instabiliteit.

Hier zijn enkele voorbeelden van hysteresis:

1. Ferromagnetische materialen: Deze materialen vertonen hysteresis wanneer hun magnetisatie wordt beïnvloed door de aanwezigheid van een magnetisch veld. De magnetisatie van het materiaal blijft bestaan, zelfs nadat het veld is verwijderd, en dit kan handig zijn voor toepassingen zoals gegevensopslag. Elektronische circuits: Hysteresis kan optreden in elektronische circuits wanneer de uitgangsspanning verandert als reactie op veranderingen in de ingangsspanning, zelfs nadat de ingangsspanning is verwijderd. Dit kan handig zijn voor toepassingen zoals oscillatoren en timers.
3. Biologische systemen: Hysteresis kan voorkomen in biologische systemen, zoals het menselijk lichaam, waar de reactie op een stimulus kan voortduren, zelfs nadat de stimulus is verwijderd. Het lichaam kan bijvoorbeeld hysteresis vertonen bij het reageren op stress, waarbij de reactie aanhoudt, zelfs nadat de stressor is verwijderd. Mechanische systemen: Hysteresis kan optreden in mechanische systemen, zoals veren en andere elastische materialen, waarbij het gedrag wordt beïnvloed door eerdere belastingen of vervormingen.
5. Thermische systemen: Hysteresis kan voorkomen in thermische systemen, zoals verwarmings- en koelsystemen, waarbij het gedrag wordt beïnvloed door eerdere temperaturen of warmte-inputs. Samenvattend is hysteresis een fenomeen waarbij de output van een systeem verandert als reactie op veranderingen in de input , zelfs nadat de invoer is verwijderd. Het kan zowel gunstig als schadelijk zijn, afhankelijk van de context waarin het voorkomt, en kan worden waargenomen in een breed scala aan systemen, waaronder mechanische, elektrische en biologische systemen.