Decibel

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.
Ir para: navegação, pesquisa
NoFonti.svg
Este artigo ou se(c)ção cita uma ou mais fontes fiáveis e independentes, mas ela(s) não cobre(m) todo o texto (desde abril de 2013).
Por favor, melhore este artigo providenciando mais fontes fiáveis e independentes e inserindo-as em notas de rodapé ou no corpo do texto, conforme o livro de estilo.
Encontre fontes: Googlenotícias, livros, acadêmicoYahoo!Bing. Veja como referenciar e citar as fontes.

O decibel (dB) é uma unidade logarítmica que indica a proporção de uma quantidade física (geralmente energia ou intensidade) em relação a um nível de referência especificado ou implícito. Uma relação em decibéis é igual a dez vezes o logaritmo de base 10 da razão entre duas quantidades de energia.[1] Um decibel é um décimo de um bel, uma unidade raramente usada​​.

Definição[editar | editar código-fonte]

Uma intensidade sonora I ou potência P pode ser expressa em decibels através da equação


I_\mathrm{dB} = 10 \log_{10} \left(\frac{I}{I_0} \right) \quad \mathrm{or} \quad P_\mathrm{dB} = 10 \log_{10} \left(\frac{P}{P_0} \right)\,

onde I0 e P0 são as intensidades e potências de referência.

Se PdB é 3 dB então P é o dobro de P0.

Se PdB é 10 dB então P é 10 vezes maior que P0.

Se PdB é -10 dB então P é 10 vezes menor que P0.

Se PdB é 20 dB então P é 100 vezes maior que P0.

Se PdB é -20 dB então P é 100 vezes menor que P0.

A tensão elétrica V corrente elétrica I ou pressão p podem ser expressas em decibels através das equações


X_\mathrm{dB} = 20 \log_{10} \left (\frac{X}{X_0} \right )

onde X pode ser a tensão V, corrente I ou pressão p, e X0 são seus valores de referência. Note que é incorreto utilizar essas medidas se as impedâncias elétricas ou acústicas não são as mesmas nos pontos onde a tensão ou pressão é comparada. Usando essa abordagem o decibel é uma medida de intensidade ou potência relativa.

Se VdB é 6 dB então V é o dobro que V0.

Se VdB é 20 dB então V é 10 vezes maior que V0.

Se VdB é -20 dB então V é 10 vezes menor que V0.

Se VdB é 40 dB então V é 100 vezes maior que V0.

Se VdB é -40 dB então V é 100 vezes menor que V0.

Embora o Comitê Internacional de Pesos e Medidas (BIPM) aceite a sua utilização com o sistema SI, ele não é uma unidade do SI. Apesar disso, seguem-se as convenções do SI, e a letra d é grafada em minúscula por corresponder ao prefixo deci- do SI, e B é grafado em maiúsculo pois é uma abreviatura (e não abreviação) da unidade bel que é derivada de nome Alexander Graham Bell. Como o bel é uma medida muito grande para uso diário, o decibel (dB), que corresponde a um décimo de bel (B), acabou se tornando a medida de uso mais comum.

Vantagens[editar | editar código-fonte]

As vantagens do uso do decibel são:

  • É mais conveniente somar os valores em decibels em estágios sucessivos de um sistema do que multiplicar os seus fatores de multiplicação.
  • Faixas muito grandes de razões de valores podem ser expressas em decibels em uma faixa bastante moderada, possibilitando uma melhor visualização dos valores grandes.
  • Na acústica o decibel usado como uma escala logarítmica da razão de intensidade sonora, se ajusta melhor a intensidade percebida pelo ouvido humano, pois o aumento do nível de intensidade em decibels corresponde aproximadamente ao aumento percebido em qualquer intensidade, fato conhecido com a Lei de potências de Stevens. Por exemplo, um humano percebe um aumento de 90 dB para 95 dB como sendo o mesmo que um aumento de 20 dB para 25 dB.

Ver exemplo em *Sound files to show the size of a decibel.

Outras escalas logarítmicas[editar | editar código-fonte]

História e uso do bel e decibel[editar | editar código-fonte]

O bel (símbolo B) é uma unidade de medida de razões. Ele é principalmente usado nas telecomunicações, eletrônica, e acústica. Foi inventado por engenheiros do Bell Labs para quantificar a redução no nível acústico sobre um cabo telefônico padrão com 1 milha de comprimento. Originalmente era chamado de unidade de transmissão ou TU, mas foi renomeado entre 1923 e 1924 em homenagem ao fundador do laboratório Alexander Graham Bell.

Decibel na medida física do som[editar | editar código-fonte]

O som é uma oscilação na pressão do ar (ou de outro meio elástico) capaz de ser percebida pelo ouvido humano. O número de oscilações da pressão do ar por unidade de tempo definem sua frequência, enquanto que a magnitude da pressão média define a potência e a intensidade sonora. A frequência é expressa em hertz (ou ciclos/segundo) e a pressão em pascal (ou newtons/m2), enquanto que a potência é a energia emitida pela fonte sonora por unidade de tempo, expressa em joules/s ou W (estamos usando unidades do Sistema Internacional). A intensidade sonora pode ser definida como potência por unidade de área, expressa em watt/m2. Essas escalas para medida de pressão, potência e intensidade das ondas sonoras são escalas lineares.

Contudo, a pressão, a potência e a intensidade dos sons captados pelo ouvido humano cobrem uma ampla faixa de variação.Por exemplo, um murmúrio irradia uma potência de 0.000 000 001 watt enquanto que o grito de uma pessoa comum tem uma potência sonora de cerca de 0.001 watt; uma orquestra sinfônica chega a produzir 10 watts enquanto que um avião a jato emite 100 000 watts de potência ao decolar. Sendo assim, uma escala logarítmica, como o **decibel**, é mais adequada para medida dessas grandezas físicas. Por este motivo, são usadas as seguintes escalas logarítmicas:

Nível de Pressão Sonora[editar | editar código-fonte]

dB_{\rm SPL}=20\,\log( P_{\rm ef}/P_o)

P_{\rm ef} = valor eficaz da pressão sonora

P_o=2\times 10^{-5}\, {\rm N/m}^2

Nível de Intensidade Sonora[editar | editar código-fonte]

dB_{\rm IL} =10\, \log(I/I_o)

I = intensidade acústica I_o=10^{-12}\, {\rm W/m}^2

Nível de Potência Sonora[editar | editar código-fonte]

dB_{\rm PWL}=10\, \log(W/W_o)

W = potência acústica

W_o=10^{-12}\, {\rm W}

Os valores de referência, Po, Io e Wo, correspondem aos limiares (ou umbrais) de perceção do ouvido humano. Note que o dB no umbral é zero. Nas expressões acima,

SPL = sound pressure level;

IL = (sound) intensity level;

PWL = (sound) power level.

Decibels ou decibéis?[editar | editar código-fonte]

Esta é uma dúvida que muitas pessoas têm. Segundo o "Novo Dicionário Aurélio da Lingua Portuguesa" (2a. edição Revista e Atualizada), o plural de bel é bels, enquanto para o plural de decibel as duas formas são corretas: decibels e decibéis.

Entretanto, no Brasil, o Decreto Federal No. 81.621 de 03/05/1978 (Anexo 3.2), sobre o Quadro Geral de Unidades de Medidas, estabelece que a forma legal do plural de decibel é decibels.

Estas duas são as interpretações populares da questão das unidades e dos seus plurais, mas estão erradas.[carece de fontes?] Uma unidade é um qualificativo, um padrão, não uma quantidade. As unidades não têm portanto plural, nem género. Uma "unidade" é UM. Em rigor deve-se portanto dizer 1 decibel (1x1 decibel), 10 decibel 10x1 decibel, dez vezes a unidade padrão decibel), etc. Por outro lado, essa informação pode ser facilmente refutada apresentando os plurais "metros", "horas" e "quilogramas" para as unidades "metro", "hora" e "quilograma". A confusão é comum porque não há plurais nas simbologias das unidades (2 metros = 2 m, 11 horas = 11 h e 30 quilogramas = 30 kg). Ver definição de unidades de medida.

A regra definida pelas normas internacionais ISO, considera que quando a designação da unidade é proveniente do nome de uma pessoa (exemplo: N=Newton) não se utiliza o plural.

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. IEEE Standard 100 Dicionário de Termos Standards IEEE,Sétima Edição, The Institute of Electrical and Electronics Engineering, New York, 2000; ISBN 0-7381-2601-2; página 288