Hysteres
Wikipedia
Hysteres' (betyder att komma efter), fysikaliskt fenomen där effekten av en applicerad kraft eller fält inte blir vad som förväntas utan kommer i efterhand, eller att systemet inte återgår till sitt ursprungliga jämviktstillstånd. Fenomenet orsakas av att systemet beror av dess tidigare tillstånd. En gaffel som böjs återgår inte till dess räta form p.g.a. hysteres.
Hysteres uppkommer inte bara i magnetiska eller ferromagnetiska material, utan kan även observeras från materialens elastiska och elektromagnetiska egenskaper, där följdeffekterna förskjuts av den applicerade kraften eller fältet. Elektrisk hysteres uppkommer när ett varierande elektriskt fält påläggs och elastisk hysteres uppkommer som svar på en varierande kraft. Även om hystereskurvan beror på egenskaper i materialet, finns ingen komplett teoretisk beskrivning som förklarar dess fysikaliska härkomst.
Familjen av olika hysteresisslingor som resulterar från olika applicerande fält- eller kraftvariationer, bildar ett slutet rum i tre dimensioner som kallas hysteroid.
[redigera] Magnetisk hysteres
Järn och ett antal nära besläktade ämnen med järn (ferromagnetiska material) uppvisar ett olinjärt samband mellan magnetisk flödestäthet B och magnetisering H. Ett från början avmagnetiserat material uppvisar en från början en från origo utgående kurva då H ökar, den så kallade jungfrukurvan. Men om man på nytt minskar H och därefter låter H byta tecken återvänder aldrig kurvan till origo. För att kurvan skall återvända till origo är en tidskrävande avmagnetisering nödvändig.
Arean i hystereskurvan är ett mått på energiförluster. Det är därför av intresse att undersöka kurvans utseende.
[redigera] Hysteres i styrsystem
Hysteres kan vara gynnsamt i vissa avseenden. Inom till exempel styrtekniken, säskilt vid applikationer av typen av/på-reglering, används hysteres ofta för att förhindra ett oroligt uppträdande hos sytemet nära jämviktsläget. I exempelvis en termostat som ska hålla temperaturen +20 grader i ett rum kommer elementet att oavbrutet växla mellan av och på då temperaturen ligger på 20 grader, dels på grund av verkliga små variationer kring denna temperatur, dels på grund av mätstörningar. Detta leder till slitage på kontakter och ventiler och inte sällan även till störande ljud. Genom att införa en hysteres på några tiondels grader, så att termostaten slår på vid till exempel 19,5 grader och stänger av vid 20,5 grader, förhindrar man det oroliga uppträdandet hos sytemet, utan att användaren märker av skillnaden nämnvärt. Rumstemperaturen kommer dock att pendla mellan dessa temperaturer. I elektriska kretsar använder man ofta en Schmittriggerkoppling, men liknande funktion kan byggas upp även i mekaniska, hydrauliska och pneumatiska system.
