===== Эксперимент =====

**Оборудование:** лабораторный блок, персональный компьютер.

**Лабораторный блок** состоит из аналого--цифрового преобразователя (АЦП), элемента Пельтье, термопары. Блок передаёт данные по USB порту в компьютер.

==== Описание установки ====

В данной работе изучается температурная зависимость магнитной восприимчивости гадолиния. Выбор материала определился тем, что его точка Кюри расположена в области //комнатных// температур. Вблизи точки Кюри намагниченность и соответствующая ей магнитная восприимчивость малы по величине, поэтому для проведения эксперимента необходимо использовать //достаточно точный метод// измерения. Очень высокие требования предъявляются к параметрам нагревательной системы и стабилизации температуры. Это объясняется тем, что в области точки Кюри, где спонтанная намагниченность исчезает, //малейший градиент температуры// по объему (длине) образца //может привести к искажению результатов// измерения, вследствие того, что отдельные части образца могут находиться и в ферромагнитном и в парамагнитном состояниях. Поэтому для установления теплового режима образца требуется значительное время.

Для измерения магнитной восприимчивости используется //метод дифференциального трансформатора//, схема установки которого приведена на рис. 3. 
{{ :lab4:503.png?400 |}}
Ток от генератора низкой частоты **1** поступает в последовательно соединенные первичные обмотки катушки взаимной индуктивности **2** и магазина взаимной индуктивности **3**. Вторичные обмотки катушки и магазина индуктивности включены встречно, поэтому возникающие в них ЭДС вычитаются. При оптимальной настройке катушек индуктивности (при равенстве коэффициентов взаимной индуктивности) без образца выходное напряжение дифференциального трансформатора должно быть равно нулю.

Если исследуемый образец **4** поместить внутрь катушки, то ЭДС во вторичной обмотке увеличится, и на выходе дифференциального трансформатора появится напряжение, величина которого пропорциональна магнитной восприимчивости образца. Это напряжение поступает на вход селективного усилителя **5** и измеряется встроенным в усилитель вольтметром. Селективный (избирательный) усилитель имеет высокий коэффициент усиления только в том случае, если он достаточно точно настроен на частоту генератора, что необходимо учитывать при подготовке установки к работе((Селективный (избирательный) усилитель предназначен для усиления сигналов в узкой полосе частот. Его коэффициент усиления $К(f)$ имеет частотную характеристику, подобную характеристике резонансного контура. Резонансная частота усилителя может перестраиваться. Использование селективного усилителя позволяет ослабить все шумы и наводки, частота которых не совпадает с селективной.)).

В катушке находится нагреватель, подключенный к источнику постоянного тока (на схеме не показан). Температура измеряется хромель--алюмелевой термопарой **6**, помещенной в пробирку с исследуемым веществом. Регистрация температурной зависимости магнитной восприимчивости производится блоком регистрации **7** и отображается на экране монитора ПК **8**.

==== Контрольные вопросы (допуск к эксперименту) ====

  - Объясните необходимость использования метода дифференциального трансформатора.
  - Поясните суть встречного включения катушек.
  - Что такое селективный усилитель?
  - Докажите, что напряжение, поступающее на вход усилителя, пропорционально магнитной восприимчивости.
  - Нарисуйте ожидаемый вид зависимости.
  - Почему скорость нагрева образца должна быть малой?

Назад к [[:lab4:Краткая теория 5|краткой теории]] или далее к [[lab4:эксперимент45|краткому руководству по выполнению работы]]