2. Методика и условия эксперимента

2.2. Описание экспериментальной установки

Принципиальная схема экспериментальной установки показана на рис. 4. В ней можно выделить три основных блока, предназначенных для создания магнитного поля, регулировки и измерения температуры, измерения полезного сигнала от образца (магнитного отклика).

Переменное магнитное поле создается соленоидом С, по обмотке которого протекает переменный ток. Источником переменного тока является генератор Г, который подключается к соленоиду через низкоомный выход (6 Ом).

Варьирование температуры достигается за счет обдувания образца парами жидкого азота. Жидкий азот (T=77 К) находится в сосуде Дьюара. Горловина сосуда заглушена пробкой, через которую проходит длинная трубка. Один конец трубки погружен в азот, на нём намотана спираль. Спираль нагревается при пропускании по ней электрического тока. Регулировка тока осуществляется автотрансформатором АТ. Нагрев спирали вызывает интенсивное испарение азота. В результате давление в сосуде увеличивается, и жидкий азот поднимается по трубке. В верхней части он испаряется и подводится к образцу О. Температура паров азота остается низкой, и образец охлаждается. Чем интенсивнее поток пара, тем ниже температура образца. Скорость протекания паров азота в конечном счете регулируется с помощью автотрансформатора.

Описанный способ регулировки прост, однако он не позволяет эффективно стабилизировать температуру. Поэтому целесообразно вначале охладить образец до минимальной температуры, а затем проводить измерение свойств при его естественном отогревании.

Измерение температуры проводится с помощью термопары ТМ из сплава медь-константан, рабочий спай которой расположен на образце. Свободный спай термопары не термостабилизирован и находится при комнатной температуре. Э.д.с. термопары измеряется вольтметром В1. Связь между э.д.с. термопары и температурой дана в табл.1. для случая, когда свободный спай имеет температуру 273 К (0^о С). Для того, чтобы пользоваться таблицей нужно к показаниям вольтметра В1 прибавить значение э.д.с., соответствующее по таблице разности температур между 0^о С и комнатной температурой (с учетом знаков). Значение комнатной температуры во время измерений устанавливается по термометру.

Исследуемый образец с помощью эластичного соединения крепится на штоке Ш , в который предварительно введена термопара. Шток вставлен в канал соленоида так, чтобы образец находился в одной из измерительных катушек К. Измерительные катушки имеют одинаковые конфигурации и число витков (1500). Они соединены «навстречу», т.е. так, что э.д.с., наводимые в них непосредственно однородным переменным полем соленоида, взаимно компенсируются. В тоже время переменное магнитное поле соленоида вызывает динамическое перемагничивание образца. Поэтому в катушке с образцом возникает нескомпенсированная э.д.с., обусловленная изменением намагниченности образца - магнитный отклик. Вольтметр В2 измеряет среднеквадратическое (эффективное) значение этого сигнала (u).