Techniklexikon

Hysterese

1) Elektrodynamik: Erscheinung, dass in ferromagnetischen Substanzen nach Abschalten eines äusseren Magnetfeldes eine Restmagnetisierung (Remanenz) verbleibt, die verschieden ist von dem Wert vor Einschalten des Feldes. Die Ursache ist die Domänenstruktur bzw. die Weiss\'schen Bezirke im Material. Bei der Magnetisierung vergrössern sich u.a. diejenigen Bezirke, die in Feldrichtung magnetisiert sind, auf Kosten von anderen und schrumpfen nach Abschalten des Feldes nicht wieder auf ihre ursprüngliche Grösse (irreversible Wandverschiebung). Die Magnetisierung M(H) eines Festkörpers durchläuft somit beim Magnetisierungsprozess eine Hystereseschleife. Hystereseverhalten wird auch in elektrisch polarisierbaren Substanzen (elektrische Hysterese) und bei Festkörpern unter mechanischen Spannungen (mechanische Hysterese) beobachtet.

2) Mechanik: Hängt die räumliche Dichte  der Formänderungsarbeit (auch spezifische Formänderungsarbeit genannt) vom Belastungsweg ab, spricht man von mechanischer Hysterese.

Selbst bei elastischen Formänderungen ist die spezifische Formänderungarbeit nicht nur vom Endzustand abhängig (Abb.):

Bei periodischer Verformung (Belastungsweg BDA, Entlastungsweg ACB) unterscheiden sich die spezifischen Formänderungsarbeiten W gerade um den Betrag der Fläche innerhalb der Schleife. Diese stellt also die Energie pro m³ dar, die in jeder Periode der Verformung in Wärme übergeht. Dieser Verlust bestimmt z.B. die Dämpfung einer elastischen Schwingung.

Mikroskopisch gesehen beruht die Hysterese auf einer Energiedissipation, die durch Diffusion von Punktfehlern und Wanderung von Versetzungen im Kristall erzeugt wird.

Hysterese: Nach einer Belastung im elastischen Bereich wird die Formänderungsenergie nicht wieder vollständig frei, da sich Belastungsweg und Entlastungsweg unterscheiden.