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Hystérésis

Soit une grandeur cause notée C produisant une grandeur effet notée E. On dit qu'il y a hystéresis lorsque la courbe E = f(C) obtenue à la croissance de C ne se superpose pas avec la courbe E = f(C) obtenue à la décroissance de C. Généralement, la raison en est que les variations de E se font avec un certain retard par rapport à celles de C, ce retard produisant des discontinuités lors des inversions de la variation de C.

Lorsqu'on impose à la cause C des variations périodiques, l'hystérésis est responsable d'une forme particulière pour la courbe (En géométrie, le mot courbe, ou ligne courbe désigne certains sous-ensembles du plan, de l'espace usuels. Par exemple, les droites, les segments, les lignes polygonales et les cercles sont des courbes.) E = f(C) appelée cycle d'hystérésis.

Remarque : ces courbes ne sont que des formes possibles d'un phénomène d'hystérésis. Le cycle peut ne pas être centré autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre...) du point (Graphie) (0 ; 0) si la variation périodique de C n'est pas symétrique par rapport à l'origine.

Cycles d'hystérésis de magnétisation d'un matériau ferromagnétique (acier électrique standard à grain orienté).  est le champ rémanent (aimantation rémanente) et  est le champ coercitif (le champ nécessaire pour désaimanter).
Cycles d'hystérésis de magnétisation d'un matériau ferromagnétique (acier électrique standard à grain (En météorologie maritime: Un grain est un vent violent et de peu de durée qui s'élève soudainement et qui est généralement...) orienté). \scriptstyle{B_R} est le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) rémanent (aimantation rémanente) et \scriptstyle{H_C} est le champ coercitif (le champ nécessaire pour désaimanter).

Remarques

  • Les phénomènes d'hystérésis sont responsables de l'apparition de non-linéarités dans la relation E = f(C) rendant parfois très difficile la modélisation de cette relation par une équation mathématique.
  • Le phénomène d'hystérésis peut avoir des avantages. Par exemple pour les régulations de température par thermostat (Un thermostat est un système assurant une température constante. Cela peut être un dispositif passif (type bouteille thermos) ou bien un appareil qui sert a...), on introduit de l'hystérésis dans la commande (Commande : terme utilisé dans de nombreux domaines, généralement il désigne un ordre ou un souhait impératif.) afin que la consigne de température pour l'allumage (Pour s'enflammer, le mélange air-essence, un gaz contenu dans le cylindre doit subir une élévation de température permettant...) soit différente de la consigne pour l'arrêt. Ceci permet d'éviter de trop nombreuses mise en marche (La marche (le pléonasme marche à pied est également souvent utilisé) est un mode de locomotion naturel. Il consiste en un...) ou extinction (D'une manière générale, le mot extinction désigne une action consistant à éteindre quelque chose. Plus particulièrement on retrouve ce terme dans plusieurs...) de la chaudière. Les comparateurs réalisant cette fonction sont appelés comparateurs à hystérésis.
  • On trouve également un phénomène d'hystérésis dans les cycles d'aimantation et de désaimantation : cf magnétisme.
  • Lorsque les grandeurs E et C représentent respectivement un effort généralisé (comme une force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au...), un couple, une tension (La tension est une force d'extension.) électrique, une pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.), etc.) et une coordonnée généralisée (comme la distance, la position angulaire, la charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice...) électrique, le volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) de fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette appellation les gaz qui sont l'exemple des fluides compressibles, et les liquides, qui sont des fluides peu compressibles. Dans...), etc.) au sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine....) de la mécanique Lagrangienne, l'hystérésis est associé à une dissipation d'énergie. Ceci est aussi le cas dans l'hystérésis de la magnétisation de matériaux magnétiques. La surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...) intérieure du cycle d'hystérésis correspond à l'énergie utilisée pour parcourir le cycle (et transformée en chaleur). Dans les transformateurs électriques, la puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) perdue à cause de l'hystérésis des noyaux des transformateurs s'appelle pertes fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau...).
  • Les phénomènes d'hystérésis sont des exemples de phénomènes irréversibles en physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la connaissance de la...).
Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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