Децибел е относителна мерна единица, тя не е подобна на други известни величини, така че не е включена в системата на общоприетите SI единици. Въпреки това, в много изчисления е позволено да се използват децибели заедно с абсолютни мерни единици и дори да се използват като референтна стойност.
Децибелите се определят от принадлежността към физически величини, така че не могат да бъдат приписани на математически понятия. Това е лесно да си представим, ако направим паралел с процентите, с които децибелите имат много общо. Те нямат конкретни размери, но са много удобни при сравняване на 2 стойности с едно и също име, дори и да са различни по природа. По този начин не е трудно да си представим какво се измерва в децибели.
История на възникване
Както се оказа в резултат на дългосрочни проучвания, чувствителността не зависи пряко от абсолютнатаниво на разпространение на звука. Това е мярка за мощност, приложена към дадена единица площ, която се намира в зоната на влияние на звуковите вълни, която днес се измерва в децибели. В резултат на това беше установена любопитна пропорция - колкото повече пространство принадлежи на използваемата площ на човешкото ухо, толкова по-добро е възприемането на минимална мощност.
Така изследователят Александър Греъм Бел успя да установи, че границата на възприятие на човешкото ухо е от 10 до 12 вата на квадратен метър. Получените данни обхващат твърде широк диапазон, който е представен само от няколко стойности. Това създаде известно неудобство и изследователят трябваше да създаде своя собствена скала за измерване.
В оригиналната версия безименната скала имаше 14 стойности - от 0 до 13, където човешкият шепот имаше стойност "3", а разговорната реч - "6". Впоследствие тази скала се използва широко и нейните единици се наричат бели. За да се получат по-точни данни в логаритмична скала, първоначалната единица беше увеличена 10 пъти - така се образуваха децибелите.
Обща информация
На първо място, трябва да се отбележи, че децибелът е една десета от бел, което е десетичната форма на логаритъма, който определя съотношението между 2 степени. Естеството на сравняваните мощности се избира произволно. Основното е, че се спазва правилото, което представлява сравняваните мощности в равни единици, например във ватове. Поради тази характеристика обозначенията на децибелите се използват в различниобласти:
- механичен;
- електрически;
- акустичен;
- електромагнитни.
Тъй като практическото приложение показа, че Бел се оказа доста голяма единица, за по-голяма яснота беше предложено да се умножи стойността му по десет. Така се появи една общоприета единица - децибелът, в който днес се измерва звукът.
Въпреки огромния обхват, повечето хора знаят, че децибелите се използват за определяне на степента на силата на звука. Тази стойност характеризира интензитета на звуковата вълна на квадратен метър. По този начин увеличаването на силата на звука с 10 децибела е сравнимо с удвояването на силата на звука.
В законодателството децибелът е признат като проектна стойност за количеството шум в помещението. Това беше определящата характеристика за изчисляване на допустимото ниво на шум в жилищни сгради. Тази стойност дава възможност да се измери допустимото ниво на шум в децибели в апартамент и да се идентифицират нарушения, ако е необходимо.
Обхват на приложение
Днес телекомуникационните дизайнери използват децибела като основна единица за сравняване на производителността на устройството в логаритмична скала. Такива възможности се предоставят от конструктивната характеристика на тази стойност, която е логаритмична единица от различни нива, използвани за затихване или, обратно, усилване на мощността.
Decibel се използва широко в различни области на съвременните технологии. Какво се измерва в децибели днес? Това са различни количества, които се променятширок диапазон, който може да се приложи:
- в системи, свързани с предаването на информация;
- радиотехника;
- оптика;
- антенна технология;
- акустика.
По този начин децибелите се използват за измерване на характеристиките на динамичния диапазон, например, те могат да измерват силата на звука на определен музикален инструмент. Това също така отваря възможността за изчисляване на затихналите вълни в момента на преминаването им през поглъщаща среда. Децибелите ви позволяват да определите усилването или да коригирате стойността на шума, генериран от усилвателя.
Възможно е да се използват тези безразмерни единици както за физически величини, свързани с втория ред - енергия или мощност, така и за количества, свързани с първи ред - ток или напрежение. Децибелите отварят възможността за измерване на връзката между всички физически величини и освен това с тяхна помощ сравняват абсолютни стойности.
Обем на звука
Физическият компонент на силата на звука се определя от нивото на налично звуково налягане, действащо върху единица контактна площ, което се измерва в децибели. Нивото на шума се формира от хаотичното сливане на звуци. Човек реагира на ниски честоти или, обратно, на високочестотни звуци като на по-тихи звуци. А средночестотните звуци ще се възприемат като по-силни въпреки същата интензивност.
Като се има предвид неравномерното възприемане на звуци с различни честоти от човешкото ухо, на електроннотоВ основата е създаден честотен филтър, който е в състояние да предава еквивалентната степен на звук с мерна единица, изразена в dBa – където “a” означава приложението на филтъра. Този филтър, базиран на резултатите от нормализирането на измерването, може да симулира претеглената стойност на нивото на звука.
Способността на различните хора да възприемат звуци е в диапазона на силата на звука от 10 до 15 dB, а в някои случаи дори по-висока. Възприеманите граници на интензитета на звука са честоти от 20 до 20 хиляди херца. Най-лесните за възприемане звуци се намират в честотния диапазон от 3 до 4 kHz. Тази честота обикновено се използва в телефони, както и при излъчване на средни и дълги вълни.
С годините обхватът на възприеманите звуци се стеснява, особено във високочестотния спектър, където чувствителността може да спадне до 18 kHz. Това води до обща загуба на слуха, която засяга много възрастни хора.
Допустими нива на шум в жилищни помещения
С използването на децибели стана възможно да се определи по-точна скала на шума за околните звуци. Той отразява характеристики, които са по-добри по отношение на точността в сравнение с оригиналната скала, създадена по това време от Александър Бел. Използвайки тази скала, законодателните органи определят нивото на шума, чиято норма е валидна в жилищни помещения, предназначени за отдих на гражданите.
По този начин, стойност от "0" dB означава пълна тишина, която причинява звънене в ушите. Следващата стойност от 5 dB също определя общата стойносттишина при наличие на малък звуков фон, който заглушава вътрешните процеси на тялото. При 10 dB размити звуци стават различими - всякакви шумолене или шумолене на листа.
Стойност от 15 dB е в диапазона на най-тихите звуци, като например тиктакането на часовник, които се чува ясно. Със сила на звука от 20 dB можете да различите внимателния шепот на хората на разстояние от 1 метър. Знакът от 25 dB ви позволява да чувате по-ясно прошепнати разговори и шумоленето на триенето на меките тъкани.
30 dB определя колко децибела са разрешени в апартамент през нощта и се сравнява с тих разговор или тиктакането на стенен часовник. При 35 dB приглушената реч може да се чува ясно.
Ниво от 40 децибела определя силата на звука на нормален разговор. Това е достатъчен обем, който ви позволява свободно да общувате в стаята, да гледате телевизия или да слушате музикални записи. Този знак определя колко децибела са разрешени в апартамента през деня.
Разрешено ниво на шум при работни условия
В сравнение с допустимото ниво на шум в децибели в апартамент, на работа и в офис дейности, други стандарти за нивото на звука са разрешени през работното време. Има ограничения от различен ред, ясно регламентирани за всеки вид професия. Основното правило при тези условия е да се избягват нивата на шум, които могат да повлияят неблагоприятно на човешкото здраве.
В офиси
Ниво на шум от 45 dB е в рамките на звуков обхват и е сравнимо със звука на бормашина илиелектрически мотор. Шумът от 50 dB също е в границите на отличната чуваемост и е равен по сила на звука на пишеща машина.
Нивото на шума от 55 децибела остава в рамките на отлична чуваемост, може да бъде представено с примера на едновременния звучен разговор на няколко души наведнъж. Този индикатор се приема като горна оценка, приемлива за офис пространство.
В животновъдството и офисната работа
Силата на шума от 60 dB се счита за висока, такова ниво на шум може да се намери в офиси, където много пишещи машини работят едновременно. Индикатор от 65 dB също се счита за висок и може да бъде записан, когато печатащото оборудване работи.
Нивата на шума до 70 dB остават повишени и се срещат в животновъдните ферми. Стойността на шума от 75 dB е граничната стойност за повишени нива на шум, може да се отбележи в птицефермите.
В производство и транспорт
С оценка от 80 dB идва нивото на силен звук, продължителното излагане на което ще доведе до частична загуба на слуха. Ето защо, когато работите в такива условия, се препоръчва да използвате защита за уши. Нивото на шума от 85 dB също е в рамките на нивото на силния звук, което може да се сравни с работата на оборудването на тъкачна фабрика.
Фигура на шум от 90 dB се поддържа в рамките на силния звук, такова ниво на шум може да бъде регистрирано, когато влак се движи. Нивото на шума от 95 dB достига екстремните граници на силен звук, такъв шум може да бъдепоправете в цеха за валцуване.
Ограничение на шума
Нивото на шума при 100 dB достига границите на прекалено силен звук, може да се сравни с гръм. Работата в такива условия се счита за нездравословна и се извършва в рамките на определен трудов стаж, след който лицето се счита за негодно за опасна работа.
Стойността на шума от 105 dB също е в диапазона на прекомерно силен звук, шумът от такава сила се създава от електрорезачка при рязане на метал. Нивото на шума от 110 dB остава в границите на прекалено силен звук, такъв индикатор се записва при излитане на хеликоптер. Коефициент на шум от 115 dB се счита за граница за границите на прекалено силен звук, такъв шум се излъчва от пясъкоструйката.
Ниво на шум от 120 dB се счита за непоносимо, може да се сравни с работата на ударен чук. Нивото на шума от 125 dB също се характеризира с непоносимо ниво на шума, този знак се достига от самолета в началото. Максималното ниво на шум в dB се счита за граница при около 130, след което се установява прагът на болка, който не всеки може да издържи.
Критично ниво на шум
Силата на шума от около 135 dB се счита за неприемлива, човек, който се окаже в зоната на звук с такава сила, получава шок от снаряда. Ниво на шум от 140 dB също води до шок от черупка, звук от излитащ реактивен самолет. При ниво на шум от 145 dB избухва осколкова граната.
Постига 150-155 dB разкъсване на кумулативен снаряд върху бронята на танка, звукът от такава сила води досътресения и наранявания. Отвъд границата от 160 dB звуковата бариера се установява, звукът надвишава тази граница причинява разкъсване на тъпанчето, колапс на белия дроб и множество наранявания от взрив, причинявайки мигновена смърт.
Въздействието върху тялото на нечуваните звуци
Звук, чиято честота е под 16 Hz, се нарича инфрачервен, а ако честотата му надвишава 20 хиляди Hz, тогава такъв звук се нарича ултразвук. Ушните миди на човешкото ухо не са в състояние да възприемат звуци с тази честота, така че са извън обхвата на човешкия слух. Децибелите, по който звукът се измерва днес, също определят значението на нечуваните звуци.
Нискочестотните звуци в диапазона от 5 до 10 Hz се понасят лошо от човешкото тяло. Такова въздействие може да активира неизправности в работата на вътрешните органи и да повлияе на мозъчната дейност. В допълнение, интензитетът на ниските честоти оказва влияние върху костната тъкан, провокирайки болки в ставите при хора, страдащи от различни заболявания или наранявания.
Ежедневните източници на ултразвук са различни превозни средства, те също могат да бъдат гръм или работа на електронно оборудване. Такива ефекти се изразяват в нагряване на тъканите, а силата на тяхното влияние зависи от разстоянието до активния източник и от степента на звука.
Има и определени ограничения за обществени работни места с източници на звук в нечувания обхват. Максималният интензитет на инфрачервения звук трябва да се поддържа в рамките на 110dBa, а силата на ултразвука е ограничена до 125 dBa. Строго е забранено дори за кратко време в зони, където звуковото налягане надвишава 135 dB от която и да е честота.
Влияние на шума от офис оборудване и методи за защита
Шумът, излъчван от компютър и друго организационно оборудване, може да бъде по-висок от 70 dB. В тази връзка експертите не препоръчват инсталирането на голям брой от това оборудване в една стая, особено ако не е голямо. Препоръчва се шумните модули да се монтират извън помещението, в което има хора.
За намаляване нивото на шума при довършителните работи се използват материали с шумопоглъщащи свойства. Освен това можете да използвате завеси от плътен плат или в краен случай тапи за уши, които покриват тъпанчетата от излагане.
Днес в строителството на модерни сгради има нов стандарт, който определя степента на звукоизолация на помещенията. Стените и таваните на жилищните блокове са тествани за шумоустойчивост. Ако нивото на звукоизолация е под допустимата граница, сградата не може да бъде пусната в експлоатация, докато не бъдат отстранени проблемите.
В допълнение, днес те поставят ограничения за силата на звука за различни сигнални и предупредителни устройства. За системи за противопожарна защита, например, силата на звука на предупредителния сигнал трябва да бъде между 75 dBa и 125 dBa.
