Language
Country/Area
No result found
Tại sao nam châm lại có trí nhớ tuyệt vời như vậy? Hãy khám phá bí ẩn của hiện tượng trễ!
Hiện tượng trễ xảy ra khi trạng thái của một hệ thống phụ thuộc vào lịch sử của nó. Ví dụ, trong một từ trường nhất định, mômen từ của nam châm có thể có nhiều hơn một giá trị, tùy thuộc vào cách từ trường thay đổi trong quá khứ. Sự phụ thuộc lịch sử này thường có thể được biểu diễn bằng một chu kỳ hoặc đường cong trễ, trong đó giá trị của một biến thay đổi tùy thuộc vào hướng thay đổi của biến khác. Khả năng ghi nhớ này là cơ sở cho bộ nhớ trong ổ cứng và cũng chịu trách nhiệm lưu giữ cường độ từ trường trong quá khứ của Trái Đất.
Hiện tượng trễ từ không chỉ giới hạn ở ferit và vật liệu điện môi; nó còn xảy ra trong nhiều hiện tượng tự nhiên như sự biến dạng của dây cao su và hợp kim nhớ hình.
Hiện tượng trễ từ có thể được quan sát thấy trong nhiều lĩnh vực bao gồm vật lý, hóa học, kỹ thuật, sinh học và kinh tế. Hiện tượng trễ cũng được tìm thấy trong nhiều hệ thống nhân tạo, chẳng hạn như bộ điều nhiệt và bộ kích hoạt Schmitt, giúp ngăn ngừa việc chuyển mạch thường xuyên không cần thiết. Sự tồn tại của hiện tượng trễ cho phép có độ trễ động giữa đầu vào và đầu ra trong một hệ thống nhất định, được gọi là hiện tượng trễ phụ thuộc vào tốc độ. Tuy nhiên, các hiện tượng như vòng trễ từ chủ yếu không phụ thuộc vào tốc độ, giúp cho trí nhớ liên tục có thể tồn tại.
Trong các mô hình trễ như mô hình trục cong và mô hình Bou-Wen, các đặc điểm chung của trễ có thể được nắm bắt, trong khi một số mô hình thực nghiệm nhắm vào các hiện tượng cụ thể, chẳng hạn như mô hình Jiles-Atherton cho sắt từ.
Thuật ngữ hysteresis xuất phát từ tiếng Hy Lạp "ὑστέρησις", theo nghĩa đen có nghĩa là "thiếu hụt" hoặc "trì hoãn". Thuật ngữ này lần đầu tiên được James Alfred Ewing đặt ra vào năm 1881 để mô tả hành vi của vật liệu từ tính. Theo thời gian, nhiều nhà nghiên cứu đã nghiên cứu mô tả hiện tượng trễ trong các hệ thống cơ học, đặc biệt là trong công trình đầu tiên của James Clerk Maxwell. Nghiên cứu tiếp theo về mô hình trễ cũng thu hút sự chú ý của các nhà khoa học nổi tiếng như Ferenc Prysach, Louis Neel và Douglas Hugh Everett, những người đã nghiên cứu trễ liên quan đến từ tính và sự hấp phụ. Hãy đào sâu hơn.
Các loại trễ
Hiện tượng trễ có thể được chia thành hai loại: phụ thuộc vào tốc độ và không phụ thuộc vào tốc độ. Độ trễ phụ thuộc vào tốc độ phản ánh mối quan hệ trễ giữa đầu vào và đầu ra. Ví dụ, đầu vào sóng sin X(t) tạo ra đầu ra sóng sin trễ pha Y(t).
Mặt khác, hiện tượng trễ không phụ thuộc vào tốc độ có nghĩa là bộ nhớ của hệ thống về các trạng thái trước đó không bị suy giảm theo thời gian. Điều này có nghĩa là nếu biến X(t) thay đổi theo chu kỳ, đầu ra Y(t) có thể hiển thị giá trị khác khi trở về trạng thái ban đầu, tùy thuộc vào đường dẫn quy trình của X(t) chứ không phải tốc độ thay đổi.
Nhiều tác giả hạn chế thuật ngữ trễ ở mức trễ không phụ thuộc vào tốc độ.
Lĩnh vực ứng dụng
Trong các hệ thống điều khiển, hiện tượng trễ có thể được sử dụng để lọc tín hiệu sao cho phản ứng đầu ra của hệ thống không quá mạnh. Ví dụ, bộ điều nhiệt sẽ bật lò sưởi khi nhiệt độ giảm xuống một mức nhất định, nhưng không tắt cho đến khi nhiệt độ tăng lên ngưỡng khác; trong mạch điện, hiện tượng trễ được cố ý thêm vào mạch điện để ngăn chặn việc chuyển mạch nhanh không cần thiết. Kỹ thuật này có thể được sử dụng để bù cho sự dao động của các tiếp điểm chuyển mạch và cũng có thể được áp dụng để xử lý tín hiệu nhiễu.
Trong thiết kế giao diện người dùng, hiện tượng trễ giúp trạng thái của giao diện chậm hơn so với đầu vào của người dùng. Ngay cả sau khi đầu vào của người dùng thay đổi, giao diện vẫn sẽ duy trì trạng thái hiện tại trong một khoảng thời gian, giúp giao diện thân thiện hơn với người dùng . Trơn tru.
Ứng dụng của Hysteresis trong Vật liệu
Ví dụ, trong vật liệu sắt từ, khi có từ trường bên ngoài tác dụng, các trường nguyên tử sẽ thẳng hàng với từ trường đó, và ngay cả khi từ trường bên ngoài bị loại bỏ, một số sự thẳng hàng vẫn còn, đây là một trong những lý do tại sao ổ cứng dựa trên bộ nhớ từ tính. Để khử từ vật liệu, cần phải có nhiệt hoặc từ trường ngược.
Hiện tượng bộ nhớ độc đáo này không chỉ tồn tại trong thiết kế ổ cứng mà còn được sử dụng rộng rãi trong các phương tiện lưu trữ và linh kiện điện tử khác, chứng minh tính đa dạng của hiện tượng trễ và tầm quan trọng của nó trong công nghệ hiện đại.
Cái nhìn sâu sắc này về hiện tượng trễ đặt ra câu hỏi về cách các thiết bị bộ nhớ trong tương lai có thể khai thác những hiện tượng tự nhiên này để tạo ra các dạng bộ nhớ hiệu quả hơn khi công nghệ tiến bộ.
