3B Scientific Battery Box User Manual [en, de, es, fr, it]

3B SCIENTIFIC® PHYSICS

U20600 Kundt’sche Röhre

U20601 Mikrofonsonde
U20602 Batteriekasten

Bedienungsanleitung

11/02 ALF

®

Der Gerätesatz Kundt’sche Röhre und Zubehör dient zur
Darstellung stehender Schallwellen mit offenen oder ge­schlossenen Rohrenden sowie zur Bestimmung der Wel­lenlängen in Luft oder anderen Gasen.

1. Sicherheitshinweise

• Mikrofon und Lautsprecher vor Feuchtigkeit schützen.

• Fremdspannung an der Anschlussleitung des Mikro-

fons max. 5V .

• Acrylglaskörper nicht mit aggressiven Reinigern oder
Lösungsmitteln säubern.

2. Beschreibung, technische Daten

2.1 Kundt’sche Röhre

Der Gerätesatz Kundt’sche Röhre besteht aus einer
Acrylglasröhre mit Skala und zwei abnehmbaren End­platten mit eingebauten Schlaucholiven zum Befüllen
des Rohres mit verschiedenen Gasen. An einem Ende
ist ein Lautsprecher eingebaut, am anderen Ende befin-

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det sich eine Bohrung mit Führung zur Aufnahme des
beweglichen Stempels oder der Mikrofonsonde
(U20601).
Zwei Halteklammern zur Aufnahme der Kundt’schen
Röhre in Stativmaterial sowie Anschlusskabel für Laut­sprecher vervollständigen den Gerätesatz.
Länge: 1000 mm
Durchmesser: 70 mm
Schlaucholive: 7 mm Ø
Maßstab: 1000 mm
Teilung: mm und cm

Abbildung:

1 Endplatte mit Lautsprecher, 4-mm-Buchsen und

Schlaucholive

2 Resonanzröhre
3 Endplatte mit Bohrung und Führung zur Aufnahme

des Stempels oder der Mikrofonsonde

4 Mikrofonsonde
5 Mikrofon
6 Skala

2

3

6

5

4

1

2.2 Mikrofonsonde

Die Mikrofonsonde dient zur Messung von Schalldruck­veränderungen in der Kundt’schen Röhre.
Ein Miniaturmikrofon ist am Ende eines langen Stabs aus
rostfreiem Stahl befestigt. Es wird mit einem 5-poligen­DIN-Stecker mit dem Batteriekasten (U20602) verbunden.
Der Batteriekasten bietet die Anschlussmöglichkeit eines
Oszilloskops oder eines Voltmeters. Über den Adapter
U20603 kann die Mikrofonsonde direkt an den Digital­zähler (U21000) angeschlossen werden.

Hinweis: Bei gleichzeitiger Verwendung der Mikrofon­sonde U20601 und eines Oszilloskops Mikrofonsonde am
Eingang Sensor (3) und Oszilloskop am Ausgang (2) an­schließen.

3. Versuchsbeispiele

3.1 Stehende Wellen in einer geschlossenen Röhre

3.2 Stehende Wellen in Kohlendioxyd

Frequenzbereich des Mikrofons: 20 Hz bis 20000 Hz
Abmessungen der Sonde: 740 mm x 8 mm Ø
Länge des Anschlusskabels: 2 m

2.3 Batteriekasten

Der Batteriekasten dient zur Stromversorgung von Mi­krofonen (z.B. U20601 oder U18030) und anderen analo­gen Sensoren mit einer Versorgungsspannung von 5 V
DC, um sie direkt an ein Messgerät oder ein Oszilloskop
anzuschließen.
Das Gerät verfügt über ein Batteriefach für eine 9 V Alkali­Batterie, die über einen Regler die benötigte 5 V DC lie­fert. Als Eingangskanäle stehen zwei 6-polige DIN-Buch­sen (180°) sowie eine 8-polige DIN-Buchse (270°) zur Ver­fügung. Zum Anschluss von Messgeräten dienen zwei 5­polige DIN-Buchsen und zwei 4-mm-Sicherheitsbuchsen.
Abmessungen: 143 mm x 84 mm x 37 mm

1

2

3.3 Stehende Wellen in einer Röhre mit einem
offenen Ende

3.4 Stehende Wellen in einer offenen Röhre

3.5 Veränderung der Luftsäule
Schallquelle: Stimmgabel oder Lautsprecher

Zusätzlich erforderlich zur Durchführung der Versuche
sind ein Funktionsgenerator (z.B. U21015) zur Anregung
des Lautsprechers und ein Oszilloskop (z.B. U11175) zur
Darstellung der Schwingungsknoten und -bäuche.

3.6 Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in Luft

• Aufbau der Kundt’schen Röhre in Stativmaterial mit

geschlossenen Enden und der Mikrofonsonde sowie
Anschluss eines Funktionsgenerators (z.B. U21015)
und eines Oszilloskops (z.B. U11175).

• Anlegen einer Frequenz f von 2700 Hz an den Laut-

4

3

1 DIN-Buchsen zum Anschluss von Messgeräten
2 4-mm-Sicherheitsbuchsen zum Anschluss eines Os-

zilloskops, eines Voltmeters oder eines Interfaces

3 DIN-Buchse zum Anschluss verschiederner Sensoren

oder Ausgang für LabPro Interface über Adapter

4 DIN-Buchsen zum Anschluss von Mikrofonen

3B Scientific GmbH • Rudorffweg 8 • 21031 Hamburg • Deutschland • www.3bscientific.com • Technische Änderungen vorbehalten

2

sprecher .

• Mit der Mikrofonsonde die Knotenpunkte abfahren

und die Entfernung mittels des Maßstabs bestimmen.

• Man erhält einen mittleren Abstand benachbarter

Knoten von ca. 6,3 cm.

• Daraus ergibt sich die Wellenlänge λ = 12,6 cm.

• Die Schallgeschwindigkeit lässt sich mittels der For-

mel c = f · λ berechnen.
c = 2,7 · 103 · 12,6 · 10–2 m/s = 340 m/s

3B SCIENTIFIC® PHYSICS

U20600 Kundt’s tube

U20601 Microphone probe
U20602 Battery box

Operating instructions

11/02 ALF

®

The equipment set comprising Kundt’s tube and
accessories is meant to display stationary sound waves
with open or closed tube ends and determine
wavelengths in air and other gases.

1. Safety instructions

• Protect the microphone and loudspeaker against
moisture.

• The external voltage through the microphone’s
connection line should not exceed 5V .

• Do not clean the acrylic glass body with aggressive
agents or solvents.

2. Description, technical data

The equipment set designated Kundt’s tube consists of
an acrylic-glass tube with a scale, two removable end
plates and an integrated hose nipple for filling the tube
with various gases. One end plate is furnished with a
loudspeaker, the other with a bore and guide for

1

mounting a movable piston or microphone probe
(U20601).
The equipment set includes two clamps for mounting
Kundt’s tube on a tripod, and cables for connecting the
loudspeaker.
Length: 1000 mm
Diameter: 70 mm
Hose nipple: 7 mm Ø
Scale: 1000 mm
Division: mm and cm

Drawing:

1 End plate with loudspeaker, 4-mm jacks and hose

nipple

2 Resonance tube
3 End plate with bore and guide for mounting a piston

or microphone probe

4 Microphone probe
5 Microphone
6 Scale

2

3

6

5

4

3

2.2. Microphone probe

The microphone probe is used to measure changes in
sound pressure inside Kundt’s tube.
A miniature microphone is attached to the end of a long
rod made of stainless steel. It is connected by means of
a 5-pole DIN plug to the battery box (U20602). This battery
box also has a terminal for connecting an oscilloscope or
voltmeter. The microphone probe can be connected
directly to the digital counter (U21000) via the adapter
U20603.

Microphone’s frequency range: 20 Hz to 20000 Hz
Probe’s dimensions: 740 mm x 8 mm Ø
Connection cable’s length: 2 m

2.3. Battery box

The battery box supplies the microphones (for instance,
U20601 or U18030) and other analog sensors with a po­wer of 5 V DC so that they can be connected directly with
a measuring device or an oscilloscope.
The box consists of a compartment for a 9-V alkaline
battery which supplies the required 5 V DC via a regulator.
Two 6-pole DIN jacks (180°) and one 8-pole DIN jack (270°)
are available as input channels. Two 5-pole DIN jacks and
two 4-mm safety jacks serve for connecting measuring
devices.
Dimensions: 143 mm x 84 mm x 37 mm

Note:In order to make simultaneous use of the micro­phone probe U20601 and an oscilloscope, connect the
microphone probe to the sensor input (3) and the oscil­loscope to the output (2).

3. Sample experiments

3.1 Stationary waves in a closed tube

3.2 Stationary waves in carbon dioxide

3.3 Stationary waves in a tube with one closed end

3. Stationary waves in an open tube

3.5 Changes in the air column
Sound source: Tuning fork or loudspeaker

1

4

2

3

1 DIN jacks for connecting measuring devices
2 4-mm safety jacks for connecting an oscilloscope,

voltmeter or interface

3 DIN jack for connecting various sensors or a LabPro

interface via an output adapter

4 DIN jacks for connecting microphones

To perform these experiments, additional use is re­quired of a function generator (for example, U21015)
to excite the loudspeaker , and an oscilloscope (for
instance, U11175) to display the oscillation nodes
and antinodes.

3.6 Determination of the speed of sound in air

• Install Kundt’s tube with closed ends and the mi­crophone probe on a tripod; connect a function
generator (for instance, U21015) and an oscilloscope
(for instance, U11175).

• Apply a frequency f = 2700 Hz to the loudspeaker.

• Move the microphone probe past the nodes and

measure the intervals between them using the scale.

• The average interval between two neighbouring
nodes turns out to be 6.3 cm.

• This results in a wavelength λ = 12.6 cm.

• The speed of sound c is calculated with the for-

mula c = f ·
c = 2,7 · 103 · 12,6 · 10–2 m/s = 340 m/s

λ

3B Scientific GmbH • Rudorffweg 8 • 21031 Hamburg • Germany • www.3bscientific.com • Technical amendments are possible

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