Kalkulator decybeli

Wyniki

Przy 85,0 dB (jeśli ważone A) zasada 3 dB NIOSH ogranicza ekspozycję do około 8 h dziennie; zalecany limit to 85 dBA przez 8 godzin.

Jak korzystać z kalkulatora decybeli

1. 1. Wybierz zadanie. Poziom dźwięku przelicza między dB, natężeniem a ciśnieniem. Dodawanie lub odejmowanie poziomów łączy źródła hałasu. Odległość stosuje prawo odwrotnych kwadratów. Stosunki mocy i napięcia oraz Poziomy bezwzględne obsługują moc i napięcie w elektronice i audio.
2. 2. Wpisz znane wartości. Natężenie od pW/m² do W/m², ciśnienie od µPa do kPa, odległości w cm, m, km lub stopach, a moc i napięcie w watach, dBm, woltach lub dBV.
3. 3. Wybierz liczbę miejsc dziesiętnych. Poziomy dźwięku podaje się zwykle z jednym miejscem po przecinku; wybierz od 0 do 3.
4. 4. Odczytaj wynik i obliczenia. Każdy wynik jest zapisany jako wzór z Twoimi liczbami, dzięki czemu możesz skopiować metodę do sprawozdania z laboratorium.

Czym jest decybel

Decybel (dB) to dziesięciokrotność logarytmu dziesiętnego ze stosunku dwóch mocy: dB = 10 log₁₀(P₂ ÷ P₁). Skala jest logarytmiczna, ponieważ ucho i wiele przyrządów reaguje na stosunki, a nie na różnice, dzięki czemu ogromny zakres mocy — dla dźwięku bilion do jednego — mieści się w kilkuset jednostkach. Każdy czynnik 10 w mocy to 10 dB, a podwojenie mocy dodaje około 3 dB (10 log₁₀ 2 = 3,01).

Wielkości, których kwadrat jest proporcjonalny do mocy — napięcie, prąd, ciśnienie akustyczne — zamiast tego używają 20 log₁₀, więc podwojenie napięcia dodaje około 6 dB. Sam decybel opisuje stosunek; staje się poziomem bezwzględnym dopiero wtedy, gdy ustalone zostanie odniesienie. Dla dźwięku jest nim próg słyszalności: I₀ = 10⁻¹² W/m² dla natężenia albo 20 µPa dla ciśnienia w powietrzu, które dają ten sam poziom (dB SPL).

Przykłady krok po kroku

• Poziom na natężenie i ciśnienie. 85 dB to I = 10⁻¹² × 10^8,5 = 3,162 × 10⁻⁴ W/m² oraz p = 20 µPa × 10^(85/20) = 0,3557 Pa. NIOSH zaleca nie więcej niż 8 godzin dziennie przy 85 dBA i skraca dopuszczalny czas o połowę na każde 3 dBA więcej.
• Dodawanie źródeł. Maszyny o poziomach 85, 82 i 79 dB pracujące razem: 10 log₁₀(10^8,5 + 10^8,2 + 10^7,9) = 87,4 dB. Poziomy dodają się według energii: dwa równe źródła po 60 dB dają 63 dB, a nie 120.
• Odejmowanie tła. Odczyt 70 dB przy włączonej maszynie i 60 dB przy wyłączonej oznacza, że sama maszyna ma 10 log₁₀(10⁷ − 10⁶) = 69,5 dB.
• Odległość. Źródło, które na 1 m ma 90 dB, na 10 m ma 90 − 20 log₁₀(10) = 70 dB. Każde podwojenie odległości kosztuje 6,02 dB.
• Elektronika. 20 dBm to 100 mW, 30 dBm to 1 W, a 0 dBm to 1 mW. +4 dBu, profesjonalny poziom liniowy audio, to 1,228 V RMS; −10 dBV, poziom konsumencki, to 0,316 V.

Ograniczenia i konwencje

• Dodawanie zakłada nieskorelowane źródła. Dwa spójne tony w fazie mogą sumować się mocniej (do +6 dB), a w przeciwfazie mogą się znosić.
• Reguła odległości dotyczy wolnego pola. Na zewnątrz, bez odbić, punktowe źródło podlega prawu odwrotnych kwadratów. W pomieszczeniach pogłos spowalnia spadek; długie źródło liniowe, na przykład ruchliwa ulica, traci tylko 3 dB przy każdym podwojeniu odległości.
• Ważenie A nie jest stosowane. dBA dostosowuje poziomy do czułości ucha. Ten kalkulator traktuje każdy dB jako poziom nieważony, więc jeśli potrzebujesz dBA, zastosuj go na liczbie, którą już zważyłeś.
• Pary odniesienia. I₀ = 10⁻¹² W/m² i p₀ = 20 µPa są zgodne dla powietrza przy impedancji charakterystycznej około 400 Pa·s/m, co jest wystarczająco bliskie, by traktować oba poziomy jako równe.

Najczęstsze pytania

Jak dodaje się decybele?

Nie przez zwykłe dodawanie. Przelicz każdy poziom na moc za pomocą 10^(L/10), dodaj je i przelicz z powrotem za pomocą 10 log₁₀. Dwa równe źródła dają 3 dB więcej, dziesięć równych źródeł dodaje 10 dB, a źródło o 10 dB cichsze od innego dodaje do niego tylko 0,4 dB.

Jaki jest wzór na poziom dźwięku w decybelach?

L = 10 log₁₀(I ÷ I₀), gdzie I₀ = 10⁻¹² W/m². Dla ciśnienia L = 20 log₁₀(p ÷ p₀), gdzie p₀ = 20 µPa. Dźwięk o dziesięciokrotnie większym natężeniu jest o 10 dB głośniejszy; stukrotnie większym — o 20 dB.

O ile spada dźwięk z odległością?

Dla punktowego źródła na otwartym powietrzu 6 dB przy każdym podwojeniu odległości, ponieważ natężenie maleje z kwadratem odległości (20 log₁₀ 2 = 6,02). Z 1 m do 10 m spadek wynosi 20 dB; z 1 m do 100 m — 40 dB.

Jaka jest różnica między 10 log a 20 log?

Używaj 10 log dla mocy i natężenia, a 20 log dla wielkości, których kwadrat jest proporcjonalny do mocy, takich jak napięcie, prąd i ciśnienie akustyczne. Oba dają te same decybele dla tej samej fizycznej zmiany, ponieważ moc rośnie z kwadratem amplitudy.

Co oznaczają dBm, dBW, dBV i dBu?

Są to decybele względem stałego odniesienia: dBm do 1 miliwata, dBW do 1 wata, dBV do 1 wolta RMS, a dBu do 0,7746 wolta RMS. Zatem 0 dBm to 1 mW, 30 dBm to 1 W, a dBW = dBm − 30.

Jaki poziom decybeli jest szkodliwy dla słuchu?

NIOSH zaleca ograniczenie ekspozycji do 85 dBA uśrednionych w ciągu 8-godzinnego dnia i skracanie czasu o połowę na każde 3 dBA więcej, więc 100 dBA jest dopuszczalne przez około 15 minut. Poziomy około 120 dB i więcej mogą powodować ból i natychmiastowe uszkodzenie.