In generale si parla di retroazione negativa (negative feedback) quando in un sistema il segnale di uscita agisce all'indietro (retroagisce) sottraendosi parzialmente al segnale di ingresso e contrastando gli effetti di quest'ultimo.
Vi sono molti esempi in natura, nella fisiologia umana e nelle applicazioni tecnologiche che possono essere facilmente descritti con il meccanismo della retroazione negativa. Per esempio la sudorazione controlla la temperatura del corpo in questo modo: quando la temperatura ambientale aumenta, aumenta anche la temperatura del corpo e questo produce sudorazione; tuttavia il sudore, evaporando, fa abbassare la temperatura corporea. Dunque l'aumento della temperatura ambientale provoca una contro-azione da parte del sistema che contrasta tale aumento:
Un altro semplice esempio è il meccanismo per il controllo del livello dell'acqua nella vasca dello sciacquone del water. In questo caso l'aumento del livello del liquido nella vasca provoca il sollevamento del galleggiante, il quale a sua volta agisce su una valvola chiudendo l'afflusso di acqua:
La presenza di una retroazione negativa inverte il normale flusso di segnali e di informazioni in un sistema, capovolgendo in un certo senso anche il rapporto di causa-effetto. Infatti normalmente in un sistema l'ingresso agisce sull'uscita (rapporto di causa ed effetto). Questo tipo di relazione viene detta feedforward, che è appunto il contrario del feedback. Un semplice esempio di feedforward è un amplificatore dove la tensione di uscita dipende dalla tensione di ingresso.
In un sistema con retroazione negativa la situazione può invece essere schematizzata così:
Discuteremo in seguito i dettagli di questo schema. Per adesso si osservi la presenza di un anello chiuso di retroazione (feedback closed loop), cioè di un percorso circolare (ad anello) chiuso che dall'ingresso va all'uscita e quindi torna verso l'ingresso:
Si osservi anche l'apparente paradosso dell'uscita che dipende dall'ingresso, il quale però a sua volta dipende dall'uscita, in un circolo infinito di retroazione.
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