히스테리시스

히스테리시스는 시스템 상태에 대한 역사 의존이다.예를 들어, 자석은 과거 자기장이 어떻게 변화했느냐에 따라 주어진 자기장에서 하나 이상의 가능한 자기 모멘트를 가질 수 있습니다.모멘트의 단일 성분의 그래프는 종종 루프 또는 이력 곡선을 형성하며, 여기서 다른 변수의 변화 방향에 따라 한 변수의 값이 다릅니다.이러한 이력 의존성은 하드 디스크 드라이브의 메모리의 기초이며, 과거의 지구 자기장 규모의 기록을 유지하는 잔류입니다.히스테리시스는 강자성 및 강유전체 재료뿐만 아니라 고무 밴드와 형상 기억 합금 및 기타 많은 자연 현상에서도 발생합니다.자연계에서는 상전이나 내부 마찰과 같은 돌이킬 수 없는 열역학적 변화와 관련된 경우가 많습니다.또한 산란은 일반적인 부작용입니다.

히스테리시스는 물리학, 화학, 공학, 생물학, 경제학에서 발견될 수 있다.많은 인공 시스템에 통합되어 있습니다. 예를 들어, 온도 조절기 및 슈미트 트리거에는 원치 않는 빈번한 전환을 방지합니다.

히스테리시스는 입력과 출력 사이의 동적 지연일 수 있으며, 입력이 더 느리게 변화하면 사라집니다. 이를 환율 의존형 히스테리시스라고 합니다.그러나 자기히스테리시스 루프와 같은 현상은 주로 환율에 의존하지 않기 때문에 내구성 있는 메모리가 가능합니다.

히스테리시스가 있는 시스템은 비선형이므로 수학적으로 모델링하기가 어려울 수 있습니다.프리사흐 모델(원래 강자성에 적용됨)과 Bouc-Wen 모델과 같은 일부 이력학 모델은 이력학의 일반적인 특징을 포착하려고 시도합니다; 그리고 또한 자일스와 같은 특정 현상에 대한 현상학 모델도 있습니다.-강자성용 애더톤 모델.

어원과 역사

The term "hysteresis" is derived from ὑστέρησις, an Ancient Greek word meaning "deficiency" or "lagging behind".그것은 1881년 제임스 알프레드 유잉 경이 자성 물질의 ^[1]거동을 설명하기 위해 만들었다.

기계 시스템의 히스테리시스를 설명하는 몇몇 초기 연구는 제임스 클럭 맥스웰에 의해 수행되었다.그 후, 페렌츠 프리사흐(히스테리시스의 프리사흐 모델), 루이 네엘, 더글러스 휴 에버렛의 자기흡수와 관련된 작품에서 이력학 모델은 상당한 주목을 받았다.마크 크라스노셀의 ^[2]스키이가 이끄는 러시아 수학자 그룹에 의해 1970년대에 히스테리시스가 있는 체계에 대한 보다 형식적인 수학 이론이 개발되었습니다.

종류들

환율에 의존하다

히스테리시스의 한 가지 유형은 입력과 출력 사이의 지연입니다.예를 들어 정현파 출력이 되지만 위상 지연이 발생하는 정현파 입력이 있습니다.

$(\displaystyle\begin{aligned}X(t)&=X_{0}\sin\Omega t\Y(t)&)=Y_{0}\sin \left(\omega t-\varphi \right).\end { aligned}}$

이러한 동작은 선형 시스템에서 발생할 수 있으며, 보다 일반적인 형태의 응답은 다음과 같습니다.

${\displaystyle Y(t)=\chi _{\text{i}+\int _{0}^{\infty}\Phi _{\text{d}}(\text{d})X(t-\tau),\mathrm {d} \int,}$

여기서$$ ${\displaystyle i_{}}$i \ $displaystyle$\$chi$ _ { \$text$ { $i$${\displaystyle \}}$ 、 ${\displaystyle d}$ d$$（ \ $displaystyle$$\ Phi$$$_ { $d$（ \ $tau$$）$ ）는$$$$ 과거에 $발생$한 임펄스에 대한 임펄스 $응답입니다.$주파수 영역에서 입력과 출력은 ${\displaystyle {\delta }_{}}$ d$\$ _${d$에서 계산할 수 있는 복잡한 일반화 감도에 의해 관련지어집니다.이것은 선형 필터 이론 및 아날로그 신호 ^[3]처리에서의 전달 함수와 수학적으로 동등합니다.

이러한 종류의 히스테리시스는 종종 환율 의존형 히스테리시스로 불립니다.입력이 0으로 감소하면 출력은 한정된 시간 동안 응답을 계속합니다.이것은 과거의 메모리를 구성하지만 출력이 0으로 감소함에 따라 사라지기 때문에 제한된 메모리입니다.위상 지연은 입력 주파수에 따라 달라지며 주파수가 ^[3]감소하면 0이 됩니다.

환율 의존형 히스테리시스가 마찰과 같은 소멸 효과로 인해 발생하는 경우 전력 ^[3]손실과 관련이 있습니다.

Rate-independent

환율에 의존하지 않는 히스테리시스를 가진 시스템은 과도현상이 ^[4]소멸된 후에도 남아 있는 과거의 영속적인 메모리를 가지고 있습니다.이러한 시스템의 미래 발전은 방문한 국가의 역사에 달려 있지만, 사건이 과거로 후퇴하더라도 사라지지 않는다.입력 변수가 에서X₀ 다시 순환하는 경우, 처음에는 출력이 반환 시 다른 값이Y₀Y₂ 될 수 있습니다.값은Y(t) 통과하는X(t) 값의 경로에 따라 달라지지만 ^[3]경로를 통과하는 속도에 따라 달라지지 않습니다.많은 저자들은 이력이라는 용어를 비율에 의존하지 않는 ^[5]이력만을 의미하는 것으로 제한한다.이력 효과는 프리사흐 모델과 일반화 프란틀-을 사용하여 특성화할 수 있다.Ishlinski 모델.^[6]

공학에서

제어 시스템

제어 시스템에서 히스테리시스는 최근의 시스템 이력을 고려함으로써 출력이 다른 방법보다 덜 빠르게 반응하도록 신호를 필터링하는 데 사용할 수 있습니다.예를 들어, 히터를 제어하는 서모스탯은 온도가 A 이하로 떨어질 때 히터를 켜지만, 온도가 B 이상으로 올라갈 때까지 히터를 끄지 않을 수 있습니다(예를 들어, 온도가 18°C 이하로 떨어질 때 히터를 켜도록 서모스탯을 설정할 수 있습니다).22°C)를 초과합니다.

마찬가지로 압력 스위치는 온도 임계값을 압력 설정점으로 대체하여 히스테리시스를 나타내도록 설계할 수 있습니다.

전자 회로

원치 않는 급격한 전환을 방지하기 위해 전자회로에 의도적으로 일정량의 히스테리시스를 첨가하는 경우가 많습니다.이와 유사한 기술은 스위치의 접점 바운스나 전기 신호의 노이즈를 보상하기 위해 사용됩니다.

슈미트 트리거는 이러한 특성을 나타내는 단순한 전자 회로입니다.

래칭 릴레이는 솔레노이드를 사용하여 릴레이의 전원이 차단되어도 릴레이를 닫은 상태로 유지하는 래칭 메커니즘을 작동시킵니다.

히스테리시스는 일부 멤리스터(저항을 ^[7]변화시켜 흐르는 전류의 변화를 "기억"하는 회로 구성 요소)의 작동에 필수적입니다.

히스테리시스는 나노일렉트로닉스, 전자크롬셀, 메모리 효과 소자 등 소자의 어레이를 패시브 매트릭스 어드레싱으로 연결할 때 사용할 수 있다.숏컷은 인접한 컴포넌트 간에 이루어집니다(크로스톡 참조).히스테리시스는 다른 컴포넌트의 상태가 바뀌는 동안 컴포넌트를 특정 상태로 유지하는 데 도움이 됩니다.따라서 모든 행을 개별적으로가 아니라 동시에 주소 지정할 수 있습니다.

오디오 전자제품 분야에서 노이즈 게이트는 종종 임계값에 가까운 신호가 적용될 때 게이트의 "채터링"을 방지하기 위해 의도적으로 히스테리시스를 구현한다.

사용자 인터페이스 디자인

히스테리시스는 컴퓨터 알고리즘에 의도적으로 추가되는 경우가 있습니다.사용자 인터페이스 설계 분야는 히스테리시스라는 용어를 차용하여 사용자 인터페이스 상태가 의도적으로 사용자 입력보다 늦어지는 시기를 나타냅니다.예를 들어 마우스 오버 이벤트에 따라 그려진 메뉴는 마우스가 트리거 영역 및 메뉴 영역 밖으로 이동한 후 잠시 동안 화면에 남아 있을 수 있습니다.이를 통해 사용자는 직접 마우스 경로의 일부가 트리거 영역과 메뉴 영역 밖에 있더라도 메뉴의 항목으로 마우스를 직접 이동할 수 있습니다.예를 들어 대부분의 Windows 인터페이스에서 바탕화면을 오른쪽 클릭하면 이 동작을 나타내는 메뉴가 생성됩니다.

공기 역학

공기역학에서는 리프트 및 드래그 계수에 관해 정지 후 날개의 공격 각도를 감소시킬 때 히스테리시스를 관찰할 수 있다.일반적으로 날개 위쪽의 흐름이 재접속하는 공격각은 ^[8]공격각도가 증가하는 동안 흐름이 분리되는 공격각보다 낮습니다.

백래시

기어 트레인의 구성 요소와 같은 기계 내부의 이동 부품은 일반적으로 이동 및 윤활을 위해 이들 사이에 작은 간격이 있습니다.이 틈새에 의해 구동부 방향의 반전도 곧바로 구동부에 ^[9]전달되지 않는다.이 불필요한 지연은 일반적으로 가능한 한 작게 유지되며, 일반적으로 백래시라고 불립니다.가동 부품이 마모됨에 따라 백래시의 양은 시간이 지남에 따라 증가합니다.

역학에서

탄성 히스테리시스

고무의 탄성 히스테리시스에서 히스테리시스 루프의 중심 영역은 재료 내부 마찰에 의해 방산되는 에너지이다.

탄성 히스테리시스는 최초로 검사된 ^[10][11]히스테리시스의 유형 중 하나였다.

이 효과는 추가 부착된 고무 밴드를 사용하여 입증할 수 있습니다.고무줄 윗부분을 후크에 걸고 작은 추를 밴드 아랫부분에 하나씩 붙이면 늘어나 길어집니다.무게가 더 많이 실릴수록 밴드는 계속 늘어나게 됩니다. 왜냐하면 무게가 밴드에 가해지는 힘이 증가하기 때문입니다.각 중량이 제거되거나 하역되면 힘이 감소함에 따라 밴드가 수축합니다.무게를 빼면 밴드에 적재할 때 특정 길이를 생성했던 각 중량은 이제 줄어들기 때문에 하역할 때 길이가 약간 길어집니다.이것은 그 밴드가 후크의 법칙을 완벽하게 따르지 않기 때문이다.그림에 이상적인 고무줄의 이력 루프가 나와 있습니다.

힘의 측면에서는 고무 밴드를 적재할 때보다 적재할 때 늘어나기가 더 어려웠습니다.시간 측면에서 밴드를 하역할 때, 사이클의 하중 부분 동안 길이가 동일한 무게에 대해 가졌던 값에 아직 도달하지 못했기 때문에 효과(길이)는 원인(무게의 힘)에 뒤떨어졌다.에너지 측면에서는 로딩 시 언로드 시보다 더 많은 에너지가 필요했고, 초과 에너지는 열 에너지로 소멸되었습니다.

탄성 히스테리시스는 ^[12]천천히 할 때보다 빨리 하역할 때 더 두드러집니다.경질금속과 같은 일부 재료는 적당한 하중을 받으면 탄성 이력을 보이지 않는 반면, 화강암이나 대리석과 같은 다른 단단한 재료는 탄성 이력을 보인다.고무와 같은 재료는 높은 수준의 탄성 히스테리시스를 보인다.

고무의 고유 이력을 측정할 때 이 물질은 기체처럼 작동하는 것으로 간주할 수 있습니다.고무줄이 늘어나면 뜨거워지고, 갑자기 풀리면 눈에 띄게 차가워진다.이러한 효과는 환경과의 열 교환으로 인한 큰 이력과 고무 내부의 마찰로 인한 작은 이력에 해당합니다.고무 밴드가 단열적으로 분리된 경우에만 이 적절한 내적 이력(hysteresis)을 측정할 수 있습니다.

고무(또는 기타 엘라스토머)를 사용하는 소형 차량 서스펜션은 금속 스프링과 달리 고무가 히스테리시스를 나타내며 반동 시 흡수된 압축 에너지를 모두 반환하지 않기 때문에 스프링링과 댐핑의 이중 기능을 달성할 수 있습니다.산악자전거는 오리지널 미니카처럼 엘라스토머 서스펜션을 사용했다.

차체(예: 공, 타이어 또는 휠)가 표면에서 롤링할 때 롤링 저항의 주요 원인은 이력입니다.이는 압연체 재료의 점탄성 특성에 기인한다.

각도 히스테리시스 접속

액상과 고체상 사이에 형성되는 접촉각은 가능한 다양한 접촉각을 나타냅니다.이 접촉각 범위를 측정하는 방법에는 두 가지가 있습니다.첫 번째 방법은 틸팅 베이스 방식이라고 합니다.표면 레벨과 함께 표면에 방울이 분사되면 표면이 0°에서 90°로 기울어집니다.낙하가 기울어짐에 따라 내리막 쪽은 곧 젖을 것이고 오르막 쪽은 곧 이슬이 내릴 것이다.기울기가 증가함에 따라 내리막 접촉각이 증가하여 전진하는 접촉각을 나타내지만 오르막 쪽은 감소합니다. 이것이 후퇴하는 접촉각입니다.낙하 해제 직전 각도에 대한 값은 일반적으로 전진 및 후퇴 접각을 나타냅니다.이 두 각도의 차이는 접촉각 이력입니다.

두 번째 방법은 볼륨 추가/제거 방식이라고도 합니다.계면 면적이 감소하지 않고 액체 방울에서 최대 액체 부피를 제거하면 후퇴하는 접촉각이 측정된다.계면 면적이 증가하기 전에 최대치에 볼륨을 더하면 이것이 전진하는 접촉각입니다.틸트법과 마찬가지로 진각과 후퇴각의 차이는 접촉각 이력이다.대부분의 연구자는 틸트 방법을 선호합니다. 추가/제거 방법은 팁이나 바늘이 낙하물에 박혀 있어야 하며, 이는 값의 정확성, 특히 후퇴하는 접촉 각도에 영향을 미칠 수 있습니다.

버블 모양 히스테리시스

모세혈관(블런트 바늘)에서 팽창 및 수축하는 기포의 평형 모양은 주변 압력에 대한 최대 모세혈관 압력의 상대적 크기 및 시스템의 ^[13]최대 모세혈관 압력에 대한 버블 부피의 상대적 크기에 따라 히스테리시스를 나타낼 수 있습니다.기포 형태의 이력(hysteresis)은 가스 압축성의 결과이며, 팽창과 수축에 따라 기포가 다르게 동작합니다.팽창하는 동안 기포는 부피가 큰 비균형적 증가를 겪는 반면 수축하는 동안 기포는 더 안정적이고 부피가 상대적으로 작은 상승을 겪으며 팽창과 수축 사이의 비대칭성을 초래합니다.기포형 이력서는 흡착 이력서와 질적으로 유사하며, 접촉각 이력서와 마찬가지로 계면 특성이 기포형 이력서에 중요한 역할을 한다.

기포 형태의 이력서의 존재는 기포를 포함한 계면 레올로지 실험에서 중요한 결과를 가져온다.히스테리시스에 의해 캐피럴리상에 기포의 모든 사이즈를 형성할 수 없다.또한 히스테리시스의 원인이 되는 가스 압축성은 가해진 계면 영역의 변화와 예상 계면 응력 사이의 위상 관계에 의도하지 않은 합병증을 일으킨다.이러한 어려움은 버블 형태의 ^[13][14]이력을 피하기 위해 실험 시스템을 설계함으로써 피할 수 있습니다.

Adsorption 이력

히스테리시스는 물리적 흡착 과정에서도 발생할 수 있습니다.이런 유형의 이력에서는 가스를 첨가할 때와 제거할 때의 흡착량이 다릅니다.흡착 이력증의 구체적인 원인은 여전히 활발한 연구 영역이지만, 메소포어 내부의 핵 형성 및 증발 메커니즘의 차이와 관련이 있다.이러한 메커니즘은 캐비테이션과 모공 차단과 같은 효과에 의해 더욱 복잡해진다.

물리 흡착에서 히스테리시스는 중다공성의 증거이다. 실제로 중다공성(2~50nm)의 정의는 켈빈 반지름의 ^[15]함수로서 질소 흡착 등온에서 중다공성의 출현 및 소실(2nm)과 관련이 있다.히스테리시스를 나타내는 흡착등온체는 타입 IV(습식흡착용) 또는 타입 V(비습식흡착용)라고 하며, 루프 ^[16]대칭도에 따라 히스테리시스 루프 자체를 분류한다.흡착히스테리시스루프는 루프상의 한 점에 흡착방향을 반대로 함으로써 히스테리시스루프 내에서 스캔할 수 있는 특이한 성질을 가지고 있다.이 ^[17]시점에서 발생하는 등온선 모양에 따라 스캔을 "교차", "집합" 또는 "되돌리기"라고 합니다.

잠재적인 히스테리시스Matric

모계수 잠재력과 수분 함량 간의 관계가 수분 유지 곡선의 기초가 된다.산전위측정(δ_m)은 부지 또는 토양 고유의 검정곡선에 기초한 부피수량측정(δ)으로 변환된다.히스테리시스는 수분 함량 측정 오류의 원인입니다.모성 전위 이력(matric potential hysteresis)은 건조한 매체가 다시 젖는 습윤 거동의 차이로 인해 발생합니다. 즉, 다공질 매체의 포화 이력에 따라 달라집니다.이력 거동은 예를 들어 5kPa의 산전위(δ_m)에서 미세 모래 토양 매트릭스의 체적 수분 함량(δ)이 8%에서 ^[18]25% 사이일 수 있음을 의미한다.

장력계는 이런 유형의 이력서에 직접적인 영향을 받는다.토양수 입방전위를 측정하는 데 사용되는 두 가지 다른 유형의 센서도 센서 자체의 이력 효과에 의해 영향을 받습니다.나일론 및 석고를 기반으로 하는 저항 블록은 전기 저항의 함수로 모성 전위를 측정합니다.센서의 전기 저항과 센서 전위 사이의 관계는 이력학입니다.열전대는 열방산의 함수로 입방전위를 측정합니다.히스테리시스는 측정된 열방산량이 센서 수분 함량에 따라 달라지기 때문에 발생하며 센서 수분 함량-매트릭 전위 관계는 이력이다.2002년 현재^[update] 토양 수분 센서 보정 시 일반적으로 탈착 곡선만 측정된다.중대한 오류의 원인이 될 수 있지만, 일반적으로 히스테리시스의 센서 고유 효과는 ^[19]무시됩니다.

재료에서

자기 이력

철과 같은 강자성 물질에 외부 자기장이 적용되면 원자 도메인이 그에 맞춰 정렬됩니다.필드를 제거하더라도 정렬의 일부가 유지됩니다. 즉, 재료가 자화되었습니다.일단 자화되면 자석은 무기한 자화 상태를 유지합니다.소자하려면 열이나 반대 방향의 자기장이 필요합니다.이것은 하드 디스크 드라이브의 메모리 요소를 제공하는 효과입니다.

이러한 재료에서 전계 강도와 자화 사이의 관계는 선형적이지 않습니다.자석이 H = M = 0소자되고() 전계 강도 수준을 증가시키기 위해 및 사이의M 관계가 플롯된 경우 초기M 자화 곡선을 따릅니다.이 곡선은 처음에 빠르게 증가하다가 자기 포화라고 불리는 점근선에 접근합니다.이제 자기장이 단조롭게 감소하면 는 다른 곡선을 따릅니다.자기장 강도가 0일 때 자화는 원점으로부터 잔류량이라고 불리는 양만큼 오프셋됩니다.적용된 자기장의 모든 강도에 대한 관계를 플롯하면 메인 루프라고 불리는 이력 루프가 됩니다.중간 부분의 폭은 재료의 ^[20]보압력의 두 배입니다.

자화 곡선을 자세히 살펴보면 일반적으로 바크하우젠 점프라고 불리는 자화에서 일련의 작은 랜덤 점프를 볼 수 있습니다.이 효과는 ^[21]전위와 같은 결정학적 결함으로 인해 발생합니다.

자기 이력 루프는 강자성 순서를 가진 재료에만 국한된 것이 아닙니다.스핀 글라스 순서와 같은 다른 자기 순서도 ^[22]이러한 현상을 나타냅니다.

물리적 기원

강자성 물질의 이력 현상은 두 가지 효과의 결과입니다: 자화의 회전과 자기 영역의 크기 또는 수의 변화입니다.일반적으로 자석은 방향은 다르지만 크기는 변하지 않지만 충분히 작은 자석에서는 그렇지 않습니다.이러한 단일 도메인 자석은 자화가 회전함으로써 자기장에 응답한다.단일 도메인 자석은 강력하고 안정적인 자화가 필요한 곳(예: 자기 기록)에 사용됩니다.

더 큰 자석은 도메인이라고 불리는 영역으로 나뉩니다.각 도메인에 걸쳐 자화는 변하지 않지만 도메인 간에는 상대적으로 얇은 도메인 벽이 있으며, 이 경우 자화의 방향이 도메인의 방향에서 다른 도메인으로 회전합니다.자기장이 변경되면 벽이 이동하며 도메인의 상대적 크기가 변경됩니다.도메인은 같은 방향으로 자화되지 않기 때문에 단위 부피당 자기 모멘트는 단일 도메인 자석보다 작습니다.그러나 도메인 벽은 자화의 극히 일부만 회전하므로 자기 모멘트를 변경하는 것이 훨씬 쉽습니다.자화는 도메인의 덧셈 또는 뺄셈에 의해서도 변화할 수 있다(핵생성과 탈핵이라고 불린다).

자기 이력 모델

히스테리시스에서 가장 잘 알려진 경험적 모형은 프리사흐 모형과 자일스-아더튼 모형입니다.이러한 모델은 이력 루프를 정확하게 모델링할 수 있으며 업계에서 널리 사용됩니다.그러나 이러한 모델은 열역학과의 연결이 끊어지고 에너지 일관성이 보장되지 않습니다.보다 일관된 열역학적 기초가 있는 보다 최근의 모델은 Lavet 등(2011)의 ^[23]벡터 증분 비보수 일관성 이력(VINCH) 모델이다.

적용들

강자석에 히스테리시스의 응용은 매우 다양하다.이들 중 대부분은 자기 테이프, 하드 디스크, 신용 카드와 같이 메모리를 유지하는 기능을 사용합니다.이러한 용도에서는 철과 같은 경질 자석(고보강성)이 바람직하기 때문에 메모리가 쉽게 지워지지 않는다.

전자석의 코어에는 자기적으로 부드러운(낮은 보자기력) 철이 사용됩니다.낮은 강압성은 히스테리시스와 관련된 에너지 손실을 줄여줍니다.히스테리시스 루프 중 낮은 에너지 손실은 변압기 코어 및 전기 모터에 연철을 사용하는 이유이기도 합니다.

전기 이력

전기적 이력은 일반적으로 강유전체 물질에서 발생하며, 편광 영역은 전체 편광에 기여합니다.편광은 전기 쌍극자 모멘트(C·m⁻² 또는 C·m)입니다.편광의 도메인 구성인 메커니즘은 자기 이력서와 유사합니다.

액체-고상 전이

히스테리시스는 녹는 온도와 얼어붙는 온도가 일치하지 않을 때 스스로 상태 전환에 있음을 나타냅니다.예를 들어 한천은 85°C(185°F)에서 녹고 32~40°C(90~104°F)에서 응고됩니다.즉, 85 °C에서 한천을 녹이면 40 °C까지 냉각될 때까지 액체 상태를 유지합니다.따라서 한천은 40~85 °C의 온도에서 이전 상태에 따라 고체 또는 액체 상태가 될 수 있다.

생물학에서

세포생물학과 유전학

세포생물학의 이력서는 종종 같은 입력 상태가 두 개의 서로 다른 안정적인 출력으로 이어질 수 있는 쌍안정 시스템을 따릅니다.이중 안정성이 화학 농도 및 활동의 연속 입력으로부터 디지털 스위치와 같은 출력을 이끌어 낼 수 있는 경우, 이력(hysteresis)은 이러한 시스템이 소음에 더 잘 저항하도록 한다.이러한 시스템은 상태를 유지하기 위해 필요한 입력에 비해 특정 상태로 전환하는 데 필요한 입력 값이 높은 것이 특징이며, 연속적으로 되돌릴 수 없으므로 노이즈의 영향을 덜 받는 전환이 가능합니다.

세포분열 중인 세포는 일단 ^[24]시작된 유사분열을 유지하는 것보다 G2 단계에서 유사분열로 전환하는 데 더 높은 농도의 사이클린이 필요하다는 점에서 이력증을 보인다.^[25]

생화학적 시스템은 또한 짝짓기 ^[26]페로몬에 노출된 효모의 세포 주기 정지의 경우처럼 직접적으로 모니터링되지 않는 천천히 변화하는 상태가 관여할 때 히스테리시스와 같은 출력을 보일 수 있다.여기서 셀 사이클 어레지의 지속시간은 입력 Fus3의 최종 레벨뿐만 아니라 기존에 달성한 Fus3 레벨에 따라 달라진다.이 효과는 중간 Far1의 전사에 관여하는 시간 척도가 느리기 때문에 총 Far1 활동이 서서히 평형 값에 도달하고 Fus3 농도의 일시적인 변화에 대해 시스템의 응답은 과도 값으로 달성된 Far1 농도에 따라 달라집니다.이런 유형의 히스테리시스에서 실험은 시간에 따라 입력의 농도를 변화시키는 능력으로부터 이익을 얻는다.이러한 메커니즘은 예를 들어 유도성 프로모터를 사용하여 주요 중간체의 농도를 독립적으로 제어할 수 있도록 함으로써 종종 설명된다.

달링턴은 유전학에 관한^[27][28] 그의 고전 작품에서 염색체의 이력에 대해 논했는데, 이는 "분자 나선형의 변화로 인한 내부 스트레스에 즉각적으로 반응하는 염색체의 외부 형태가 실패"를 의미했다. 염색체가 세포핵의 제한된 공간에 다소 단단한 매체에 놓여 있기 때문이다.

발달 생물학에서, 세포 유형의 다양성은 몰포겐이라고 불리는 긴 거리 작용 신호 분자에 의해 조절되며, 이는 균일한 세포 풀을 농도와 시간에 의존적인 방식으로 패턴화한다.예를 들어, 모르포겐 소닉 헤지호그(Shh)는 사지 싹과 신경 전구체에 작용하여 이들 조직을 구별되는 영역으로 세분화하는 일련의 호메오도메인을 포함한 전사 인자의 발현을 유도한다.이 조직들은 이전에 ^[29]Shh에 노출되었던 것에 대한 '기억'을 가지고 있는 것으로 나타났다.신경조직에서 이 히스테리시스는 Shh ^[30]시그널링을 증폭하는 호메오도메인(HD) 피드백 회로에 의해 조절된다.이 회로에서는 Shh 패스의 실행자인 Gli 전사 인자의 발현을 억제한다.글루스는 Shh가 없는 상태에서 억제제 형태(GliR)로 처리되지만, Sh의 존재하에서는 글루스의 일부는 전사의 활성제(GliA)로서 작용하는 핵으로의 전위가 허용되는 전장 단백질로 유지된다.이때 Gli 발현을 감소시킴으로써 HD 전사 인자는 Gli(GliT)의 총량을 감소시키기 때문에 GliT의 비율이 같은 농도의 Shh에 대해 GliA로서 안정화할 수 있다.

면역학

이전에 활성화된 T세포를 활성화하기 위해서는 낮은 신호 임계값이 필요하다는 점에서 T세포가 히스테리시스를 보인다는 증거가 있다.Ras 활성화는 활성화된 ^[31]T세포의 다운스트림 이펙터 기능을 위해 필요합니다.T세포 수용체의 트리거링은 높은 수준의 Ras 활성화를 유도하며, 이는 세포 표면에 높은 수준의 GTP 결합(활성) Ras를 발생시킨다.T세포 수용체의 강한 관여에 의해 이전에 자극된 T세포의 세포 표면에 더 높은 수준의 활성 Ras가 축적되었기 때문에, 직후에 수신된 더 약한 후속 T세포 수용체 신호는 이미 활성화된 Ras의 더 높은 수준의 존재로 인해 동일한 수준의 활성화를 전달할 것이다.천진난만한 감방으로요

신경과학

일부 뉴런이 자극을 제거한 직후에 자극된 상태에서 기본 상태로 돌아가지 않는 특성은 이력의 한 예이다.

호흡기 생리학

폐 이력은 흡기 대 호기 시 폐의 적합성을 관찰할 때 명백하다.준거성의 차이(δ체적/δ압력)^[32]는 추가 폐포를 모집하고 팽창시키기 위해 흡기 중에 표면 장력을 극복하는 데 필요한 추가 에너지 때문이다.

흡입 시 경폐압 대 부피 곡선은 호기 시 압력 대 부피 곡선과 다르며, 그 차이를 이력이라고 합니다.흡입 시 특정 압력의 폐 부피는 호기 ^[33]중 특정 압력의 폐 부피보다 작습니다.

음성 및 음성 생리학

음성 개시 대 ^[34]오프셋에서는 히스테리시스 효과가 관찰될 수 있다.다른 매개 변수가 일정하게 유지되면 성문 접힘 진동을 시작하는 데 필요한 성문 이하 압력의 임계값이 진동이 멈추는 임계값보다 낮습니다.발성 중 모음-무음-보음 배열의 발성에서는 제2모음의 발성 시에 제1모음의 발성 오프셋에 비해 구강 내압이 낮고, 구강 기류가 낮고, 성문압이 크고, 성문폭이 작다.

생태학 및 역학

히스테리시스는 생태학과 역학에서 흔히 볼 수 있는 현상으로, 시스템의 관측된 평형을 환경 변수만으로 예측할 수 없고 시스템의 과거 역사에 대한 지식도 필요하다.주목할 만한 예로는 가문비나무 싹벌레의 발생 이론과 질병 ^[35]전염에 대한 행동 영향 등이 있다.

지배적인 경쟁자 또는 전체 환경이 크게 되돌릴 수 ^[36][37]없는 방식으로 변할 수 있는 생태계 또는 지역사회 유형 간의 중요한 전환과 관련하여 일반적으로 검토된다.

해양 및 기후 과학에서

복잡한 해양 및 기후 모델은 ^[38][39]원리에 의존합니다.

경제학에서

경제 시스템은 히스테리시스를 나타낼 수 있다.예를 들어, 수출 실적은 강한 이력 효과의 영향을 받는다: 고정된 운송 비용 때문에 한 나라의 수출을 시작하기 위해 큰 압박이 필요할 수 있지만, 일단 전환이 이루어지면, 그것들을 지속시키기 위해 많은 것이 필요하지 않을 수 있다.

부정적인 충격으로 인해 기업이나 산업의 고용이 줄어들면, 남아 있는 고용 노동자는 줄어들게 된다.통상적으로 고용된 근로자들은 임금을 정할 수 있는 힘을 가지고 있기 때문에, 그들의 줄어든 숫자는 노동자들의 수급이 일치할 평형 임금 수준으로 임금을 두는 대신 경제가 회복될 때 더 높은 임금을 협상하도록 동기를 부여한다.이것은 이력증을 유발한다: 마이너스 ^[40][41]충격 후에 실업률이 영구적으로 증가한다.

실업률 영속적 증가

히스테리시스의 개념은 특히 실업률과 관련하여 노동 경제 분야에서 ^[42]광범위하게 사용된다.히스테리시스에 기초한 이론에 따르면, 심각한 경기 침체 및/또는 지속적인 침체(불황 후 느린 수요 증가)는 실업자의 직업 기술을 잃거나(일반적으로 업무에서 개발된) 기술이 구식이 되거나, 의욕을 잃거나, 환멸을 느끼거나, 우울해지거나, 또는 l.구직 스킬을 습득합니다.또한, 고용주는 실업에서 보낸 시간을 선별 도구로 사용할 수 있다. 즉, 고용 결정에서 덜 원하는 직원을 걸러내는 것이다.그러면 경기 상승, 회복 또는 "호황"의 시기에는 영향을 받는 근로자들이 번영을 공유하지 않고 장기(예: 52주 이상) 실업 상태로 남게 된다.이는 실업률을 "구조적"으로 만든다. 즉, 단순히 인플레이션을 유발하지 않고 상품과 노동에 대한 총수요를 증가시키는 것만으로 실업률을 감소시키는 것은 매우 어렵다.즉, 실업률에 래칫 효과가 존재할 가능성이 있기 때문에, 실업률의 단기적인 상승이 지속되는 경향이 있다.예를 들어, 전통적인 인플레이션 방지 정책(인플레이션과 싸우기 위해 불황을 사용하는 것)은 영구적으로 더 높은 "자연적인" 실업률로 이어진다.이는 첫째, 인플레이션 기대가 임금과 물가 경직성(그리고 합리적인 기대 이론에서처럼 대략적으로 정확하기 보다는 시간이 지남에 따라 천천히 적응) 때문에 발생하고 둘째, 노동 시장이 실업에 반응하여 즉시 명확해지지 않기 때문에 발생한다.

히스테리시스의 존재는 1990년대 많은 경제의 지속적인 높은 실업률에 대한 가능한 설명으로 제시되어 왔다.히스테리시스는 유럽과 미국의 장기 실업률 차이를 설명하기 위해 올리비에 블랑샤르에 의해 여러 차례 언급되었다.따라서 노동시장 개혁(통상 보다 유연한 임금, 해고, 고용을 촉진하는 제도적 변화를 의미함)이나 강력한 수요측 경제 성장은 이러한 장기 실업자 풀을 감소시키지 않을 수 있다.따라서 특정 대상 교육 프로그램이 가능한 정책 ^[40]솔루션으로 제시됩니다.그러나, 이력 가설은 이러한 훈련 프로그램이 지속적으로 높은 제품 수요(인플레이션 증가를 피하기 위한 소득 정책 포함)에 의해 지원되고 있음을 시사하며, 이는 실업에서 벗어나 유급 고용으로 전환하는 비용을 더 쉽게 감소시킨다.

기타 고려사항

이력 모형

히스테리시스를 수반하는 각 피험자는, 피험자에 특유한 모형을 가지고 있습니다.또한 히스테리시스를 ^[2][43][44]가진 많은 시스템의 일반적인 특징을 포착하는 이력 모델도 있습니다.예를 들어 ^[2]히스테리시스의 프리사치 모델은 이상 릴레이라고 불리는 사각 루프의 선형 중첩으로 히스테리시스의 비선형성을 나타냅니다.히스테리시스의 많은 복잡한 모델들은 히스테리시스로 불리는 기본 캐리어들의 단순한 병렬 연결 또는 중첩에서 발생합니다.

Lapshin ^[43][44]모델에서 다양한 이력 루프의 단순하고 직관적인 파라미터 설명을 찾을 수 있습니다.부드러운 루프와 함께 고조파 함수 대신 사다리꼴, 삼각형 또는 직사각형 펄스를 대체함으로써 이산 자동기에서 자주 사용되는 부분 선형 이력 루프를 모델에 내장할 수 있다.Mathcad^[44] 및 R 프로그래밍 ^[45]언어에는 이력 루프 모델이 구현되어 있습니다.

Bouc-Wen 모델은 종종 비선형 이력계를 설명하기 위해 사용된다.Bouc가^[46][47] 도입하고 ^[48]원 총리가 확장하면서 다양한 이력 패턴을 만들어 다재다능함을 과시했다.이 모델은 다양한 종류의 이력 시스템의 동작과 일치하는 다양한 형태의 이력 사이클을 해석적 형태로 포착할 수 있습니다. 따라서, Bouc-Wen 모델은 사용성과 수학적 추적성을 고려하여 빠르게 인기를 얻었으며 다양한 엔지니어링 문제에 확장되어 적용되었습니다.루딩 다자유도(MDOF) 시스템, 건물, 프레임, 2차원 및 3차원 연속 이력 시스템의 양방향 및 비틀림 응답 및 토양 액상화.Bouc-Wen 모델과 그 변형/확장은 구조 제어, 특히 자기 지질학적 댐퍼, 건물 및 기타 종류의 댐핑 장치의 거동 모델링에 사용되었다. 또한 철근 콘크리트로 구축된 구조물의 모델링 및 분석에도 사용되었다.용골, 석조, 목재..^{[citation needed]}Bouc-Wen Model의 가장 중요한 확장은 Baber와 Noori에 의해 수행되었고, 이후 Noori와 동료들에 의해 수행되었다.BWBN이라는 이름의 이 확장 모델은 이전 모델에서는 재현할 수 없었던 복잡한 전단 핀칭 또는 슬립 록 현상을 재현할 수 있습니다.BWBN 모델은 다양한 애플리케이션에서 널리 사용되어 왔으며 OpenSees와 같은 여러 소프트웨어 코드에 통합되었습니다.

에너지

광범위하고 강도 높은 변수에서 이력이 발생할 경우 시스템에서 수행되는 작업은 이력 그래프 아래의 영역입니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

추가 정보

외부 링크

• 접촉각 이력 개요
• 히스테리시스의 프리사치 모델 – Zs. Szabo가 개발한 Matlab 코드
• 히스테리시스
• 히스테리시스가 뭐죠?^{[데드링크]}
• 히스테리시스를 갖춘 동적 시스템(인터랙티브 웹 페이지)
• 자화 반전 앱(코히런트 회전)^{[영구 데드링크]}
• 탄성 히스테리시스 및 고무 밴드