Bistabilitet

De to tilstandene 1 og 3 er stabile, overgangstilstanden 2 er ustabil.

Bistabilitet (fra latin bi = to og latin stabilis = standhaftig, stabil ) er egenskapen til noen systemer for å kunne anta to mulige stabile tilstander, men bare for å endre seg fra den ene til den andre ved en ekstern impuls. Disse systemene kalles da bistabile systemer. Det er viktig at disse tilstandene kan antas med en og samme parameterverdier , i motsetning til for eksempel ultrafølsomhet , der en skarp overgang skyldes endring av parameterverdier. Vanligvis er tilstandene stasjonære tilstander i betydningen dynamisk likevekt .

Matematisk beskrivelse

Bistabil atferd er vanligvis forårsaket av positive tilbakemeldinger . Hver av statene stabiliserer seg dermed.

Hvis oppførselen til et system kan beskrives med differensiallikninger , kan bistabilitet allerede forekomme i endimensjonale systemer, dvs. Det vil si at en uavhengig variabel er tilstrekkelig , mens todimensjonale systemer er nødvendige for svingninger . Differensiallikningene må imidlertid være ikke-lineære. I lineære systemer er bare tre tilfeller mulig: Det er nøyaktig en stasjonær tilstand, ingen stasjonær tilstand i det hele tatt eller et kontinuum av slike tilstander. I tilfelle bistabilitet må imidlertid to isolerte stater forekomme.

Forgreningen av gaffelen viser overgangen fra et stall til et bistabilt system fra venstre til høyre. Tykke svarte kurver: stabile tilstander; stiplet rødt: ustabil (ustabil) tilstand.

Overgangen mellom et stabilt og et bistabilt system kan vises ved hjelp av forgreningsdiagrammene vist til høyre .

Eksempler fra forskjellige felt

Et eksempel fra hverdagen er en lysbryter med trykkontakt : så lenge den ikke berøres, forblir den i en stilling ( på eller av ). Etter å ha sluppet den, hopper den enten tilbake til den gamle posisjonen (ikke trykket fast nok) eller til den nye posisjonen (presset fast nok for normal drift).

Ytterligere eksempler fra teknologifeltet er flip-flop i elektronikk eller bistabile fjærer i mekanikk . Selv komplekse systemer, som demokratiske stater med to store partier som vekselvis vinner flertall i parlamentet, kan i det minste midlertidig være bistabile.

weblenker

Wiktionary: bistable  - forklaringer av betydninger, ordets opprinnelse, synonymer, oversettelser

legitimasjon

• W. Ebeling, R. Feistel, Physics of Self-Organization and Evolution. Akademie-Verlag, Berlin 1982