Hystérésis - Définition et Explications

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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 (Soit une grandeur cause notée C produisant une grandeur effet notée E. On dit qu'il y a...) est responsable d'une forme particulière pour la courbe (En géométrie, le mot courbe, ou ligne courbe désigne certains sous-ensembles du...) 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...) 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 (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) ferromagnétique (acier électrique standard à grain (En météorologie maritime: Un grain est un vent violent et de peu de durée qui s'élève...) 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 (En mathématiques, une équation est une égalité qui lie différentes quantités, généralement...) mathématique.
  • Le phénomène d'hystérésis peut avoir des avantages. Par exemple pour les régulations de température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) par thermostat (Un thermostat est un système assurant une température constante. Cela peut être un dispositif...), on introduit de l'hystérésis dans la commande (Commande : terme utilisé dans de nombreux domaines, généralement il désigne un ordre ou un...) 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...) soit différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des...) 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...) ou extinction (D'une manière générale, le mot extinction désigne une action consistant à éteindre quelque...) de la chaudière (Une chaudière est un appareil (voire une installation industrielle, selon sa puissance),...). 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 (Le magnétisme est un phénomène physique, par lequel se manifestent des forces...).
  • 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...), 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...), etc.) et une coordonnée généralisée (comme la distance, la position angulaire, la charge électrique (La charge électrique est une propriété fondamentale de la matière qui respecte le principe de...), le volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension...) de fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette...), etc.) au sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but...) de la mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...) Lagrangienne, l'hystérésis est associé à une dissipation d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...). Ceci est aussi le cas dans l'hystérésis de la magnétisation de matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) magnétiques. La surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) 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...).
  • Les phénomènes d'hystérésis sont des exemples de phénomènes irréversibles en physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...).
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