Äänenpainelaskuri – muunna paine desibeleiksi
Äänenpainelaskurilla muunnat äänenpaineen desibeleiksi ja selvität, miten useat äänilähteet yhdistyvät. Laskuri käyttää ilmassa vakiintunutta vertailupainetta p₀ = 20 µPa. Desibeliasteikko on logaritminen, joten se kuvaa hyvin ihmiskorvan tapaa havaita ääntä. Laskuri sopii akustiikan ja melun tarkasteluun sekä fysiikan tehtäviin.
Mikä on äänenpainetaso?
Äänenpainetaso (Lp) kuvaa äänen voimakkuutta desibeleinä suhteessa vertailupaineeseen. Koska havaittava äänenpaine vaihtelee valtavasti hiljaisesta kuiskauksesta kivuliaaseen meluun, käytetään logaritmista desibeliasteikkoa.
Äänenpaineen muuntaminen desibeleiksi
Äänenpainetaso saadaan vertaamalla mitattua painetta vertailupaineeseen ja ottamalla siitä logaritmi.
Lp = 20 × log₁₀(p / p₀)
Tässä p on äänenpaine pascaleina ja p₀ = 20 µPa (0,00002 Pa) on vertailupaine.
Esimerkki: 1 pascalin äänenpaine antaa Lp = 20 × log₁₀(1 / 0,00002) ≈ 93,98 dB.
Vertailupaine 20 µPa
Vertailupaine 20 mikropascalia vastaa nuoren, terveen ihmisen kuulokynnystä noin 1 000 hertsin taajuudella. Siksi 0 dB tarkoittaa kuulokynnystä eikä täyttä hiljaisuutta. Tämä vakio tekee desibeliasteikosta yhtenäisen kaikkialla.
Usean äänilähteen yhdistäminen
Desibelejä ei voi laskea yhteen suoraan, koska asteikko on logaritminen. Kun useat yhtä voimakkaat ja toisistaan riippumattomat lähteet soivat yhtä aikaa, taso kasvaa lähteiden lukumäärän mukaan.
L_yht = L + 10 × log₁₀(N)
Tässä L on yhden lähteen taso ja N lähteiden lukumäärä.
Esimerkki: kaksi yhtä voimakasta 60 dB:n lähdettä antaa 60 + 10 × log₁₀(2) ≈ 63 dB ja kymmenen lähdettä 60 + 10 × log₁₀(10) = 70 dB.
Tyypillisiä äänitasoja
- 0 dB: kuulokynnys
- 30–40 dB: hiljainen huone
- 60 dB: normaali puhe
- 85 dB: kuulolle haitallisen rajan alku pitkäaikaisessa altistuksessa
- 120 dB: kipukynnys, esimerkiksi suihkukone lähellä
Hyvä muistaa
- Desibeli on logaritminen yksikkö, joten tasoja ei lasketa yhteen suoraan.
- Äänenpaineen kymmenkertaistuminen nostaa tasoa 20 dB.
- Pitkäaikainen altistuminen yli 85 dB:n melulle voi vaurioittaa kuuloa.