Manuels Connexes pour Jeulin 222 044
Sommaire des Matières pour Jeulin 222 044
- Page 1 Phénomènes Périodiques Periodic phenomena Réf : 222 044 Tube de Kundt à sorties analogiques Français – p 1 English – p 13 Kundt’s tube with analog outputs Version : 9101...
- Page 2 Phénomènes périodiques Tube de Kundt à sorties analogiques Réf : 222044 Boîtier de commande Bouchon amovible Micro à électret Haut-parleur Bouton de déplacement Tube plexiglass 1. Description Le tuyau sonore utilisé est constitué d’un tube transparent 50 mm en plexiglass maintenu sur un support en tôle par deux clips de fixation.
- Page 3 Phénomènes périodiques Tube de Kundt à sorties analogiques Réf : 222044 Le boîtier de commande contient le dispositif électronique qui assure l’alimentation du microphone à électret et le traitement du signal capté (amplification, redressement et valeur crête). Le capteur de position du microphone est également placé dans ce boîtier ; il donne une tension continue, image de l’abscisse du microphone dans le tuyau.
- Page 4 Phénomènes périodiques Tube de Kundt à sorties analogiques Réf : 222044 Bornes de branchement du boitier Les 3 sorties analogiques et l’alimentation pour adaptateur secteur 12 V se trouvent sur la face arrière du boîtier de commande. La masse est commune aux 3 sorties. Cette solution technique permet de réaliser des acquisitions avec n’importe quelle interface ExAO reliée à...
- Page 5 Phénomènes périodiques Tube de Kundt à sorties analogiques Réf : 222044 Avec oscilloscope Relier les 2 sorties « signal brut » et « enveloppe » aux 2 entrées de l’oscilloscope, Régler les paramètres d’affichage des 2 courbes, Déplacer le micro sur toute la longueur du tube avec le bouton rotatif, Réaliser le relevé...
- Page 6 Phénomènes périodiques Tube de Kundt à sorties analogiques Réf : 222044 Le microphone à électret, capteur d’exploration de l’état vibratoire du tuyau, est sensible à la pression de l’air : il permet donc de détecter les nœuds N et les ventres V de pression (ainsi que les états intermédiaires).
- Page 7 Phénomènes périodiques Tube de Kundt à sorties analogiques Réf : 222044 Avec le tuyau proposé : N’= 692 Hz, qu’il est facile d’obtenir. D’une façon générale, la longueur du tuyau doit représenter un nombre entier k de fois la demi-longueur d’onde du son émis : L = k λ...
- Page 8 Phénomènes périodiques Tube de Kundt à sorties analogiques Réf : 222044 7. Résultats expérimentaux L’étude réalisée est une vérification des résultats théoriques du paragraphe précédent. Les données présentées ci-après ont été obtenues avec une console ESAO 4 puis traitées à...
- Page 9 Phénomènes périodiques Tube de Kundt à sorties analogiques Réf : 222044 Ce constat est en accord avec une étude en trois dimensions de l'onde sonore qui n'est pas plane si on considère le diamètre du tube par rapport à sa longueur (rapport 1/10). On peut consulter à...
- Page 10 Phénomènes périodiques Tube de Kundt à sorties analogiques Réf : 222044 Soit un écart relatif de 0,02 % avec la valeur théorique. 2. On choisit ensuite k = 4, d'où N = 1392 Hz. L'enregistrement réalisé dans les mêmes conditions, donne le graphe suivant : Le résultat expérimental coïncide toujours bien avec les prévisions : présence de quatre ventres dans le tuyau et de cinq nœuds.
- Page 11 Phénomènes périodiques Tube de Kundt à sorties analogiques Réf : 222044 Le cas de tuyau fermé L'exemple le plus simple n'est pas accessible expérimentalement car le haut-parleur rend difficilement la fréquence correspondante N = 173 Hz. On choisit donc l'état stationnaire suivant obtenu lorsque le GBF est réglé sur 519 Hz. La capture d'écran de l’Atelier Scientifique donne l'aspect suivant : Le schéma du tube ci-dessus représente la répartition des nœuds et ventres de pression dans le tuyau sonore.
- Page 12 Phénomènes périodiques Tube de Kundt à sorties analogiques Réf : 222044 Autre exemple II est aussi possible de choisir une autre fréquence qui nous donnera un autre système d'ondes stationnaires. A partir de la relation N = (2k + 1) v / 4 L on choisit, par exemple, k = 2, d'où N = 865 Hz. L'enregistrement est réalisé...
- Page 13 Pour tous réglages, contacter le Support Technique au 0 825 563 563. Le matériel doit être retourné dans nos ateliers et pour toutes les réparations ou pièces détachées, veuillez contacter : JEULIN – S.A.V. 468 rue Jacques Monod CS 21900...
- Page 14 Periodic Phenomena Kundt’s tube with analog outputs Ref : 22204 Control unit Removable plug Electret –condenser microphone Loudspeaker Displacement button Plexiglass tube 1. Description The sound pipe used consists of a transparent Plexiglas tube held on a sheet-metal support by two retaining clips. A loudspeaker is fixed at one end of the tube.
- Page 15 Periodic Phenomena Kundt’s tube with analog outputs Ref : 22204 The control unit contains the electronic device that powers the electret-condenser microphone and processes the signals detected (amplification, rectification and peak value). The microphone’s position sensor is also placed in this box; it provides a DC voltage, image of the abscissa of the microphone in the pipe.
- Page 16 Periodic Phenomena Kundt’s tube with analog outputs Ref : 22204 Then, move the rod to bring the position cursor of the microphone in front of the 500 mm marking and note down the new voltage (this procedure completes the calibration and the customisation of a direct entry is described in the instructions manual of the Généris 5 software).
- Page 17 Periodic Phenomena Kundt’s tube with analog outputs Ref : 22204 Using the ExAO system • Connect the 3 analog outputs to the 3 direct inputs of the ExAO system • Calibrate the device (refer to the instructions of the Généris 5 software). It is recommended that the 0 and 500 mm positions of the microphone be calibrated •...
- Page 18 Periodic Phenomena Kundt’s tube with analog outputs Ref : 22204 6. Theoretical study of a sound tube A sound wave is produced at the left end of the pipe by the loudspeaker powered by a LFG (not supplied). It propagates in the air’s elastic medium and is reflected from the end of the tube.
- Page 19 Periodic Phenomena Kundt’s tube with analog outputs Ref : 22204 • Case when the pipe is open The simplest state corresponds to the existence of pressure antinodes at the loudspeaker end and pressure nodes at the open end. Schematically, we have the following distribution: Loudspeaker Open end '/...
- Page 20 Periodic Phenomena Kundt’s tube with analog outputs Ref : 22204 • Case when the pipe is closed The simplest state corresponds to the existence of pressure antinodes at the closed end and pressure nodes at the loudspeaker. Schematically, we have the following distribution: Loudspeaker /4 The distance between the nodes and antinodes is λ/4.
- Page 21 Periodic Phenomena Kundt’s tube with analog outputs Ref : 22204 7. Experimental results The study carried out is a verification of the theoretical results of the previous paragraph. The data given below was obtained with the ESAO 4 console then processed using the Généris 5 software.
- Page 22 Periodic Phenomena Kundt’s tube with analog outputs Ref : 22204 This observation is in accordance with the study in three dimensions of the sound wave, which is not plane if we consider the diameter of the tube in relation to its length (1/10 ratio). One can refer to the article written by R.
- Page 23 Periodic Phenomena Kundt’s tube with analog outputs Ref : 22204 The modelling with the numerical results indicated below gives the following wave length: = 0.497 m Which corresponds to the speed of sound of: v = N. = 696 x 0.497 = 345.9 m.s That is a relative difference of 0.02 % with the theoretical value.
- Page 24 Periodic Phenomena Kundt’s tube with analog outputs Ref : 22204 Case when the pipe is closed The simplest example is not experimentally accessible because it is difficult for the loudspeaker to generate the corresponding frequency of N = 173 Hz. We thus select the following standing state obtained when the LFG is adjusted to 519 Hz.
- Page 25 Periodic Phenomena Kundt’s tube with analog outputs Ref : 22204 • The result gives v = 519 x 0.662 = 343.6 m.s (the theoretical speed of sound at the experiment’s temperature - 25 °C – is 346 m.s , the relative difference obtained is 0.7 %).
- Page 26 8. After-sales service The device is under a 2-year guarantee, it must be sent back to our workshops. For any repairs, adjustments or spare parts please contact: JEULIN – TECHNICAL SUPPORT 468 rue Jacques Monod CS 21900 27019 EVREUX CEDEX FRANCE...