hysterese

Hysterese, det fenomen at en tilstandsendring som følge av en ytre påvirkning ikke forsvinner når påvirkningen fjernes, men først etter at en motsatt rettet påvirkning har virket med en viss styrke.

Magnetisk hysterese for ferromagnetiske stoffer: jern, stål, nikkel o.a. beror på at den magnetisme de får i et magnetiserende felt ikke forsvinner når feltet blir slått av.

Hysteresen illustreres best ved en magnetiseringskurve, se fig. 1. Her er den magnetiske flukstetthet, B, avsatt som funksjon av feltstyrken, H. Om jernet på forhånd er umagnetisk og man øker feltstyrken H gradvis i positiv retning, vil B stige etter kurven OA. Lar man så H avta mot null, holder B seg høyere enn den var da feltet tiltok, og faller nå etter kurven AB. Gjør man deretter H negativ, fremkommer kurven BCD, og videre kurven DE når feltet tas bort. Jernet kommer altså ikke tilbake i den magnetiske tilstand det hadde til å begynne med, og som var karakterisert ved punktet O.

Distansen OB gir et mål for den magnetiske flukstetthet i jernet når det har vært magnetisert i et magnetfelt og feltet deretter er fjernet. Denne magnetismen kalles remanent magnetisme. Avstanden OC er et mål for den negative feltstyrke som må til for å få bort magnetiseringen; den kalles koersitivkraften.

Kurven som er vist, er for et spesielt magnetstål, hvor begge disse størrelsene har høye verdier. For «bløtt» jern er den første delen av magnetiseringskurven OA steilere, og hysteresekurven smalere enn vist i figuren. Ved en fullstendig magnetisering og ommagnetisering langs hysteresesløyfen går det med energi som fremkommer som varme i jernet, hysteresetapet. Flateinnholdet av hysteresesløyfen er et mål for denne energien.

I maskiner, hvor jern stadig blir magnetisert og ommagnetisert, f.eks. i transformatorer eller elektriske maskiner, må man sørge for at hysteresetapet blir minst mulig ved å velge jernlegeringer som gir opphav til et minst mulig areal i hysteresesløyfen. Summen av hysteresetapet og virvelstrømtapet i jernet kalles jerntapet.

Dielektrisk hysterese betegner at den dielektriske polarisasjon i et dielektrikum ikke følger fullstendig med variasjonene i den elektriske feltstyrken, men henger etter. Fenomenet kalles også dielektrisk ettervirkning og ligner meget den magnetiske hysteresen.

Elastisk hysterese oppstår når et legeme som har vært strukket eller deformert av en elastisk kraft, ikke går tilbake til sin opprinnelige form når kraften blir tatt bort. Ved vekslende belastning er elastisk hysterese årsak til varmeutvikling. (Se elastisitet.)

I nær sammenheng med de omtalte statiske hysteresefenomenene, som betraktes som en permanent eller meget langvarig virkning, står tidsettervirkningen eller relaksasjonen, det at virkningen av en bestemt årsak ikke går tilbake i samme øyeblikk årsaken fjernes, men først i løpet av en viss tid.

Termisk hysterese er et fenomen som opptrer for enkelte kondenserte stoffer som gjennomløper faseomvandling. Man sier at stoffet viser termisk hysterese dersom en gitt egenskap (krystallstruktur, magnetisering, konduktans m.m.) ved en gitt temperatur er forskjellig alt etter som tilstanden nås ved oppvarming eller avkjøling, fig. 2. Bariumtitanat, som er ferroelektrisk, gjennomgår ved avkjøling en faseomvandling ved ca. 120 °C med endring av permittiviteten (dielektrisitetskonstanten). Under oppvarming foregår imidlertid faseomvandlingen ved en temperatur høyere enn 120 °C.