דציבל

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

דציבלאנגלית: Decibel) היא יחידת מידה חסרת ממדים המשמשת להשוואה בין שתי רמות הספק. שם היחידה נגזר מהתחילית "דצי" (מ-decimus, בלטינית: עשירית) ו"בל". את הדציבל מסמנים באותיות dB.

בל היא יחידה שהוגדרה במעבדות בל בשנת 1923 או 1924, ושמה נקבע לכבוד מייסד המעבדות וחלוץ התקשורת, אלכסנדר גרהם בל. יחידה זו היא יחסית, והיא משווה שתי רמות הספק בסקאלה לוגריתמית לפי בסיס 10, כלומר היא שווה ללוגריתם לפי בסיס 10 של היחס בין שני הספקים. גידול של בל אחד פירושו לפיכך גידול של פי 10 בהספק. בנוסחה מבטאים זאת \ \mbox{B}=\log_{10}(P_1/P_2) . כאן \ P_1 ו-\ P_2 הן רמות הספק.

בל היא יחידת מידה גדולה למדי לרוב השימושים, ולכן מקובל יותר השימוש בדציבל, השווה לעשירית הבל: \ \mbox{dB}=10\log_{10}(P_1/P_2) .

עלייה של 10 דציבלים בהספק שקולה כאמור לעלייה של בל אחד, קרי, גידול של פי 10. עלייה של 20 דציבל משמעה הגברת ההספק פי 100, וכן הלאה.

עלייה בדציבל אחד משקפת, בקירוב, גידול פי 1.259 בהספק. מספר זה הוא השורש מדרגה עשירית מעשר, או \sqrt[10]{10}, מספר הנובע מן היחס הלוגריתמי שבו מוגדרת היחידה. עלייה של 3 דציבלים בהספק משקפת, בקירוב טוב, גידול פי שניים.

שימושים[עריכת קוד מקור | עריכה]

אקוסטיקה[עריכת קוד מקור | עריכה]

השימוש העיקרי בדציבל בחיי היומיום הוא למדידת עוצמת הקול, שהוא הלחץ הדינמי של האוויר. באקוסטיקה מודדים את הלחץ בהשוואה ללחץ של 20 מיקרופסקל, שנחשב לסף השמיעה. ללחץ זה מקובל לקרוא "רמת לחץ הקול" (Sound Pressure level), ובראשי תיבות: SPL. עוצמת הקול הנמדדת ביחס ללחץ זה נמדדת ב-dBSPL, אך נהוג לכתוב רק "דציבל". לפי הגדרה זו, לחץ דינמי של פסקל אחד הוא רמת קול של 94 דציבל.

טווח השמיעה של האדם הוא החל מ-0 דציבלים ועד ל-140 דציבלים (סף הכאב).

  • 10 דציבלים - נשימה נורמלית
  • 30 דציבלים - לחישה
  • 60 דציבלים - שיחה רגילה
  • 90 דציבלים - רכבת תחתית
  • 110 דציבלים - בכי תינוק, צעקה חזקה, מוזיקה רועשת
  • 140 דציבלים - מנוע מטוס סילון ממרחק 30 מטר
  • 165 דציבלים - רובה ציד (ממרחק 0)
  • 170 דציבלים - רימון הלם
  • 180 דציבלים - מעריכים שזאת הייתה עוצמת הרעש בהתפרצות הרביעית של הר הגעש קרקטואה ב-27 באוגוסט 1883.
  • 200 דציבלים - עמידה במרחק קרוב מאוד לשיגור טיל.

סף השמיעה הוא שקט, שהם 0 דציבלים. הבאים בתור הם שני ספים: סף התחושה וסף הכאב. סף התחושה הוא כ-125 דציבלים, אשר בעוצמה זו מתחילים להרגיש צרימה או אי נעימות כלשהי לאוזניים אשר מובילה לרוב לכאבי ראש ולכאב באוזניים. סף הכאב הוא רק 15 דציבלים יותר, אשר בעוצמה זו, האוזניים מתחילות לכאוב נורא, והשמיעה מתחילה להיפגם. בתוך האוזניים ישנן שיערות דקיקות וקטנות אשר כל אחת מהן אחראית על קליטת תדר כלשהו. כאשר נחשפים לעוצמות גבוהות (מ-125 דציבלים ומעלה), רוב הסיכויים ששיערה אחת לפחות תיפגע ותישבר, מה שמוביל לשמיעת צליל צורם הנקרא טנטון, המעיד על הפגיעה באוזניים. ישנם אנשים החולים במחלת הטנטון, ושומעים את אותו הצליל הצורם במשך שעות שלמות ולפעמים כל הזמן. מחלה זו נפוצה בקרב מוזיקאים (בגלל אי שימוש באטמי אוזניים בחזרות והופעות) וגם בקרב מבוגרים, אשר שמיעתם נפגמת עם השנים.

החוק הישראלי מתיר חשיפה מקסימלית של 8 שעות לרעש בעוצמה של 85 דציבלים, במקומות עבודה חל איסור להעסיק עובדים ברעש שהוא למעלה מ־85 דציבלים ללא אמצעי הגנה ראויים.

החוק הישראלי למניעת מפגעי רעש בבתי מגורים:

  • בשעות הלילה - הרעש המקסימלי המותר עד 30 דקות הוא 45dB. ולפרק זמן מעל 30 דקות 40dB.
  • בשעות היום - הרעש המקסימלי המותר עד 2 דקות הוא 80dB, ולפרק זמן עד 3 שעות 60dB.

שימושים אחרים[עריכת קוד מקור | עריכה]

בדציבלים משתמשים במגוון תחומים נוספים במדע ובטכנולוגיה, לרוב ביישומים שבהם נדרש תחום דינמי רחב. כאשר גודל מסוים נמדד באופן לוגריתמי (יחסית לגודל מוסכם), כלומר בדציבלים, מקובל להצמיד את התחילית dB לפני האות המייצגת את הגודל הנמדד. כך למשל, dBV משמשת במדידת מתח חשמלי. במיוחד במתחים נמוכים מאוד מקובל למדוד בדציבל של וולט במקום בוולט. מכיוון שהדציבל הוא לוגריתם של יחס הספקים, וההספק החשמלי פרופורציוני לריבוע המתח, הנוסחה בה משתמשים במקרה זה היא \ \mbox{dBV}=10\log_{10}(P_1/P_2)= 20 \log_{10}( V/1[[V]]) . התוצאה היא ביחס להספק שיוצר מתח של וולט אחד.

דוגמה נוספת היא במדידות של הספקים בתחומי הנדסת רדיו, מיקרוגל, או רשתות סיב-אופטיות, להצגה נוחה בתחום ערכים רחב. בדרך כלל משתמשים ביחידה dBm, שבה סופרים דציבלים בהשוואה לאות ייחוס שהספקו מיליוואט (mW) אחד: P_\mathrm{(dBm)} = 10 \log_{10}\frac{P_\mathrm{(mW)}}{1\,\mathrm{mW}}.

היחידה dBm דומה ל-dB (דציבל), אולם בניגוד לדציבל, שמבטא יחס בין שני ערכים ((לדוגמה: יחס אות לרעש), ולכן חסר ממדים, dBm היא יחידה המתארת רמת הספק בצורה אבסולוטית (מוחלטת). השימוש בה נוח בשל יכולתה לבטא גם ערכים מאוד גבוהים וגם ערכים מאוד קטנים בצורה אחידה ויעילה, דרך סקאלה לוגריתמית. אפס dBm שווה לאחד מיליוואט (0dBm = 1mW). כאמור, הערך 3dB מבטא בקירוב יחס של 1 ל-2, ולכן: 3dBm ≅ 2mW. ירידה של 3dB משמעה הקטנת ההספק לחצי, כלומר: 3dBm ≅ 0.5mW-.

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]