isteresi

Fenomeno, detto anche fenomeno di ereditarietà, per cui il valore istantaneo di una grandezza che è determinata da un’altra dipende non soltanto dal valore di questa allo stesso istante, ma anche dai valori che essa ha avuto in istanti precedenti.

Fisica

fig. 1

I fenomeni di i. si presentano, in via del tutto generale e schematica, nel modo seguente. Sia a una grandezza dipendente da un’altra grandezza, b, tale che, inizialmente, sia a=0 per b=0; se si riportano i valori di a in ordinata e quelli di b in ascissa, in un riferimento cartesiano ortogonale, il punto rappresentativo di tale stato iniziale cade nell’origine O degli assi (fig. 1). Se b passa dall’iniziale valore nullo a un certo valore b₁, a passa al valore a₁ (punto rappresentativo A). Facciamo ora decrescere b sino ad annullarsi; se a non presenta i., anch’essa torna ad annullarsi; se invece presenta i., a decresce al decrescere di b conservando tuttavia, quando questa è nulla, un certo valore non nullo, c, detto valore residuo di i., di modo che per annullare a occorre che b oltrepassi lo zero e assuma un certo valore negativo, −b₂. La grandezza a segue dunque con ‘ritardo’ le variazioni di b: di qui la denominazione di i. data al fenomeno. Se ora si fa decrescere ancora il valore di b, a assume valori sempre più negativi; se, in particolare, b vien fatto variare tra due valori simmetrici rispetto all’origine, b₁ e −b₁, i valori di a vengono a trovarsi su una curva chiusa, simmetrica rispetto all’origine degli assi coordinati (AcBdA), detta ciclo d’i., da intendersi percorsa nel verso indicato in fig. 1. Il fatto che a presenti i. nei riguardi di b significa quindi che la funzione a(b) non è in generale a un solo valore; al valore b₀ di b, per es., corrispondono per a due valori, a′₀ e a″₀, il primo dei quali corrisponde alla situazione in cui si pervenga a b₀ per valori decrescenti di b, mentre il secondo si ha quando a b₀ si pervenga per valori crescenti di b. Il valore di a è così influenzato anche dalle vicende precedenti.

Questi fenomeni s’accompagnano in genere a processi determinati dall’azione esercitata su un sistema materiale da una certa grandezza, e sono dovuti a una sorta di inerzia delle particelle del sistema, che tendono a persistere nello stato in cui le ha precedentemente costrette l’azione della grandezza agente. Tipiche, al riguardo, sono la polarizzazione dielettrica delle sostanze ferroelettriche (i. dielettrica) e la magnetizzazione delle sostanze ferromagnetiche (i. magnetica), nelle quali a determinare l’i. è l’azione orientatrice del campo polarizzante o magnetizzante sui cosiddetti domini ferroelettrici o ferromagnetici. Analoghe sono l’isteresi elastica, relativa al modo in cui un corpo elastico reagisce a una sollecitazione variabile, e l’ termica, relativa alle variazioni con la temperatura delle caratteristiche di taluni corpi.

Il fatto che, come accennato, l’i. derivi da una sorta di resistenza, di viscosità di particelle che si ordinano, fa sì che nei sistemi in cui avvengono fenomeni del genere una parte dell’energia della grandezza ordinatrice sia spesa, e dissipata in calore, per vincere la resistenza anzidetta. Un’importante circostanza è che a misura di tale energia, che è detta perdita per i., può essere assunta l’area della superficie racchiusa dal ciclo d’i.: di qui la grande importanza che il ciclo in questione ha nel caratterizzare le proprietà di sostanze e di sistemi in cui avvengano fenomeni di isteresi.

Biologia

In citologia, i. protoplasmatica, disidratazione dei colloidi protoplasmatici, con diminuzione della dispersione colloidale.

Tecnica

In meccanica, motore a i. è un tipo di motore asincrono sincronizzato, generalmente di piccola potenza, il cui funzionamento è legato a fenomeni di i. magnetica.

fig. 2

L’apparecchio per tracciare cicli di i. di materiali magnetici è l’isteresigrafo. Un esempio di isteresigrafo è costituito da un’apparecchiatura di misura (fig. 2) dove viene posto il provino di materiale in esame, da due flussometri elettronici per la determinazione dei valori di B e H, e da uno strumento registratore che provvede al tracciamento del ciclo di isteresi. Con l’apparecchiatura di misura mostrata in fig., il provino a del materiale in esame è sottoposto al campo magnetico prodotto dai due elettromagneti b (i poli c per la chiusura del circuito magnetico sono intercambiabili e consentono di utilizzare la stessa apparecchiatura con provini di dimensioni diverse). Le bobine d ed e hanno la funzione di rilevare segnali proporzionali alle variazioni nel tempo di B e di H rispettivamente; ciascuno di tali segnali dopo essere stato integrato viene inviato allo strumento registratore attraverso uno stadio di amplificazione del segnale.

L’apparecchio per determinare le perdite per i. magnetica di laminati ferromagnetici è l’isteresimetro, basato sulla misurazione della coppia media agente sui laminati in questione, fatti ruotare tra le espansioni di un elettromagnete. Si chiama così anche l’apparecchio per valutare rapidamente la permeabilità di materiali magnetici.