Hoe Bouw Je Een Kundt's Tube

Voor het vak Design Engineering voor Fysici moesten wij als eindproject een proef maken die op een middelbare school gebruikt/gemaakt kon worden. Hiervoor werd er eerst gekozen voor een Ruben's flame. Aangezien dat te gevaarlijk werd bevonden, zijn we teruggevallen naar de Kundt's tube. De Kundt's tube is hetzelfde concept als de Ruben's flame, omdat ze beiden het principe van een staande golf laten zien. In de Ruben's flame gebeurt dat met vuur en in de Kundt's tube gebeurt dat met materie.

Supplies

De benodigde materialen;

- Speaker (Gebruikt: vifa M10MD-39-09)

- 3x Transparante buis van halve meter lang en een doorsnee van 5 cm

- Piepschuimkorrels

- Hout

- pvc buis met doorsnee 1 cm

De benodigde gereedschappen;

- lijmpistool

- 3D printer

- vijl/schuurpapier

- duct tape

extra's;

- functiegenerator (minimaal 30V Vpp) of een andere vorm van geluid

- BNC naar hook clip kabel

Step 1: Speaker En Buis Monteren

Als eerst moeten de 3 buizen aan elkaar gemonteerd worden. Er is gekozen voor tape aangezien het stevig genoeg is maar ook weer makkelijk uit elkaar te halen is als het opgeruimd moet worden.

Daarna moet er gekeken worden naar de diameter van de speaker en van de doorzichtige buis. Als deze even groot zijn hoeft er niks toegevoegd te worden. Als de diameter van de speaker groter is dan de diameter van de buis moet er een trechter gebouwd worden zodat het grootste deel van de speaker's golven de buis inkomen. Deze trechter hebben wij gemaakt door middel van 3d printen. Zoals te zien is passen de speaker en de buis goed in het 3d ontwerp waardoor er zo min mogelijk verlies van golven is. Het bestand van de gebruikte trechter hieronder te downloaden.

Step 2: Ondersteuning Van De Buis

In de vorige afbeelding was al te zien dat de buis en speaker ondersteuning nodig hebben om stabiel te kunnen staan. Deze ondersteuning hebben we 3x met de 3d printer gemaakt om het verschil in hoogte te minimaliseren en voor een stevige en rechte opstelling te zorgen.

Als dit klaar is kunnen de piepschuimkorrels in de buis regelmatig verstrooid worden.

Het bestand van de gebruikte houder is hieronder beschikbaar om te downloaden.

Step 3: Sluiting Van De Buis

Wij hebben de sluiting van de buis gemaakt door een stukje hout met de binnendoorsnee van de doorzichtige buis te lasersnijden en vervolgens bij te vijlen tot deze soepel door de buis heen paste. Toen dit gelukt was hebben we dit stuk hout vastgelijmd aan een dunne pvc buis zodat we de lengte van de buis konden aanpassen naar eigen zeggen.

Step 4: Aansluiten Van De Functiegenerator

Als de opstelling eenmaal staat, is het tijd om golven door de buis te sturen. Dit kan met behulp van een functiegenerator en een BNC naar hook clip kabel. Het wordt aangeraden om de functiegenerator eerst langzaam naar 30V te brengen, en daarna de frequentie naar de gewenste frequentie te draaien. Spontaan een hoge spanning over de speaker zetten kan de speaker opblazen.

Step 5: Visualiseer De Staande Golven in De Buis

Vul de buis met de piepschuimkorrels en zet de functiegenerator aan. Zoek de frequentie waarbij de buiken en knopen van de staande golven zichtbaar worden door de beweging van de piepschuim korrels.