Histeresis

Artikel ini bukan mengenai [[:Histeris]].

Hysteresis adalah ketergantungan sebuah sistem, tidak hanya pada keadaannya sekarang, tetapi juga pada keadaannya pada masa lalu. Ketergantungan ini muncul karena sistem tersebut dapat berada di lebih dari satu kondisi internal. Untuk mengira-ngira perubahan berikutnya, baik kondisi internal maupun sejarahnya harus diketahui. Bila sebuah masukan yang diberikan naik dan turun secara bergantian, keluarannya akan cenderung membentuk sebuah ikal di Gbr. 1. Bagaimanapun, ikal-ikal juga terjadi karena keterlambatan dinamis antara masukan dengan keluaran. Seringkali, efek ini mengacu kepada histeresis. Efek ini menghilang saat masukannya berganti secara perlahan, jadi para ahli tidak menganggap hal itu sebagai histeresis sebenarnya.

Gbr. 1. Medan perpindahan elektrik D dari sebuah bahan feroelektrik sebagai medan listrik E pertama-tama turun, lalu naik. Kurvanya membentuk sebuah ikal histeresis.

Histeresis terjadi di bahan-bahan feromagnetik dan feroelektrik, seperti pada deformasi bahan-bahan (seperti karet gelang) dalam merespon berbagai gaya. Di sistem alami, histeresis selalu dihubungkan dengan perubahan termodinamika tak-terbalikkan. Banyak sistem buatan didesain untuk mempunyai histeresis, contohnya, di termostat dan pemicu Schmitt, histeresis dibuat oleh umpan balik positif untuk menghindari peralihan cepat yang tidak diinginkan. Histeresis telah diidentifikasi di berbagai bidang, termasuk ekonomi dan biologi.

Histeresis di dunia teknik

Sistem kontrol

Gbr. 4. Ikal histeresis tajam dari sebuah pemicu Schmitt

Histeresis dapat digunakan untuk menyaring sinyal sehingga keluarannya menghasilkan reaksi yang lambat dengan mengambil sejarah terakhir untuk diingat. Sebagai contoh, sebuah termostat yang mengontrol sebuah pemanas dapat menyalakan heater ketika suhu turun hingga di bawah A derajat, tetapi tidak akan mematikan pemanas sampai suhu meningkat hingga di atas B derajat (misal, bila seseorang ingin menjaga suhu di 20 °C, maka orang tersebut mengatur termostat untuk menyalakan pemanas ketika suhu turun di bawah 18 °C, dan mematikannya ketika suhu melebihi 22 °C). Termostat ini mempunyai histeresis. Dengan demikian, nyala/matinya keluaran dari termostat untuk pemanas ketika suhu berada di antara A dan B bergantung pada sejarah suhunya. Ini mencegah perpindahan yang cepat, on dan off, saat suhu bergerak di sekitar titik pengaturan. Termostat adalah sebuah sistem, masukannya adalah suhu, dan keluarannya adalah kondisi pemanas. Ketika suhu berada di 21 °C, maka tidak mungkin untuk mengira-ngira apakah pemanas tersebut nyala atau mati tanpa mengetahui sejarah suhunya.

MIrip dengan yang di atas, sebuah sakalar tekanan juga menunjukkan histeresis. titik pengaturan tekananannya dapat menggantikan suhu yang berhubungan dengan termostat.

Rangkaian Elektronik

Sebuah pemicu Schmitt adalah sebuah rangkaian elektronik sederhana yang juga menunjukkan histeresis. Seringkali, sejumlah histeresis sengaja ditambahkan ke sebuah rangkaian elektronik untuk mencegah perpindahan cepat yang tidak diinginkan. Histeresis ini dan teknik-teknik lain yang mirip digunakan untuk menolerir contact bounce di saklar-saklar, atau noise di sebuah sinyal elektrik.

Sebuah latching relay menggunakan sebuah solenoida untuk memicu mekanisme yang saling terhubung yang menjaga relat tetap tertutup meskipun daya untuk relay diputus.

Histeresis penting untuk kerja dari memristor (komponen rangkaian yang "mengingat" perubahan di arus yang mengalir di barang tersebut dengan mengubah nilai hambatannya).

Di dalam bidang audio elektronik, sebuah gerbang noise sering kali sengaja mengimplementasikan histeresis secara sengaja untuk mencegah gerbang "bergetar" ketika sinyal-sinyal yang dekat dengan ambangnya diaplikasikan.