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Hysterese oder Hysterese (griechisch: „zurückbleiben“) ist das Phänomen, dass die Beziehung zwischen Ursache und Wirkung nicht nur von der Größe der Ursache abhängt, sondern auch von der Richtung, in die sich die Ursache ändert.
Ursprung
Hysterese wird durch ein System verursacht, das zwei verschiedene stabile Zustände (Wirkung) für die gleichen äußeren Faktoren (Ursache) aufweist. Das nennt man Bistabilität. Wenn das System in den anderen Zustand übergeht, reagiert es anders auf äußere Veränderungen.
"Scheinbare Hysterese" tritt auf, wenn nach langem Aufbau wechselnder Bedingungen eine schnelle Umkehr erfolgt, wonach die Bedingungen weit unter den vorherigen Umkehrpunkt zurückwechseln müssen, bevor die entgegengesetzte Umkehr eintritt.
Beispiele
Thermostat
Ein typisches Beispiel für Hysterese ist die Thermostat. Es hat eine Ein- und Ausschalttemperatur. Sobald die Temperatur unter die Einschalttemperatur fällt, schaltet der Thermostat die Heizung ein. Wenn die Temperatur danach zu steigen beginnt, wird die Heizung nicht sofort ausgeschaltet, da das System ständig ein- und ausgeschaltet würde (dies wird auch als „Pendeln“ bezeichnet). Der Thermostat schaltet die Heizung erst ab, wenn die Ausschalttemperatur erreicht ist. Zwischen diesen beiden Temperaturen kann die Heizung je nach Vorstufe (Aufwärmen oder Abkühlen) ein- oder ausgeschaltet werden.
Wasserbiotop
Ein weiteres bekanntes Beispiel für Hysterese im Biologie ist die Verwandlung eines pflanzenreichen Wassermilieus in eine Algensuppe durch Eutrophierung. Der Wechsel zu den beiden relativ stabilen Formen erfolgt mit hoher Phosphat- und Nitratgehalt bevor es da ist Algenblüte und ein niedriges Niveau, um in eine pflanzenreiche Umgebung zurückzukehren Samenbank, und die Existenz einer Fischpopulation mit Brachsen Faktoren, die eine wichtige Rolle spielen. Dies sind Faktoren, die sich nicht über Nacht ändern; Mit aktivem biologischen Management können Fische gefangen und Pflanzen gepflanzt werden, um den Wendepunkt voranzutreiben.
Magnetismus
In dem Physik und der Materialwissenschaften Gibt es zum Beispiel Hysterese in ferromagnetisch Material, das in der Abbildung rechts dargestellt ist. Auf der x-Achse angeben magnetische Feldstärke und auf dem y-Achse der Magnetisierungsgrad. Wenn es keine gibt Magnetfeld ist, es gibt (am Anfang) auch keine Magnetisierung und wir beginnen im Ursprung. Sobald ein Magnetfeld angelegt wird, wird der Ferromagnet magnetisch. Das geht so weiter bis alle Gegenden von Weiss in die gleiche Richtung im Material. Das Material ist nun maximal magnetisiert und eine Erhöhung des Magnetfeldes beeinflusst den Magnetisierungsgrad nicht mehr, wird das Magnetfeld abgesenkt, bleiben die Grenzen der Weiss-Gebiete teilweise erhalten. Erst sobald das Feld mehr ist Negativ auch die Gesamtmagnetisierung ändert das Vorzeichen. Dies geht so lange, bis alle Spins in die entgegengesetzte Richtung sind und die Magnetisierung vollständig umgekehrt ist.Hier sind übrigens drei weitere Elemente beteiligt Nichtlinearität: eine Kurvencharakteristik, eine Totzone und Sättigung.
Elektronik
In dem Elektrotechnik tritt Hysterese im . auf Schmitt-Trigger; durch eine verbindenSchaltung in a Komparator kleine Rauschsignale führen nicht zu Änderungen am Ausgang, aber beispielsweise führt ein Eingangssignal von 3 Volt und höher zu einem Ein-Ausgangssignal, während bei einem Eingangssignal von 2 Volt und weniger die Umschaltung auf ein Aus-Signal erfolgt. Die Hysterese beträgt dann 3V - 2V = 1 Volt. Dieses Prinzip wird in einem elektronischen Thermostat angewendet.
Wasserstand
Hysterese ist auch das Phänomen, das bei Einleitungen in einen Fluss auftritt. Im sogenannten Q-h-Diagramm, das einen Zusammenhang zwischen dem Abfluss (Q) und dem Wasserstand (h) in einem Fluss herstellt, ist es möglich, dass bei gleichem Wasserstand ein unterschiedlicher Abfluss vorliegt. Normalerweise tritt bei gleichem Wasserstand der gleiche Durchfluss (Abfluss) auf. Es kann jedoch vorkommen, dass bei steigendem Wasserstand (Waschwasser) der Abfluss höher ist als bei abnehmendem Wasserstand (fallendes Wasser) bei gleichem Wasserstand.