Nível (quantidade logarítmica) - Level (logarithmic quantity)

Em ciência e engenharia , um nível de potência e um nível de campo (também chamado de nível de potência raiz ) são medidas logarítmicas de certas quantidades referenciadas a um valor de referência padrão do mesmo tipo.

  • Um nível de potência é uma quantidade logarítmica usada para medir potência, densidade de potência ou, às vezes, energia, com decibéis unitários comumente usados (dB).
  • Um nível de campo (ou nível de potência raiz ) é uma quantidade logarítmica usada para medir quantidades das quais o quadrado é normalmente proporcional à potência (por exemplo, o quadrado da tensão é proporcional à potência pelo inverso da resistência do condutor), etc. , com unidades comumente usadas neper (Np) ou decibel (dB).

O tipo de nível e a escolha das unidades indicam a escala do logaritmo da razão entre a quantidade e seu valor de referência, embora um logaritmo possa ser considerado uma quantidade adimensional. Os valores de referência para cada tipo de quantidade são frequentemente especificados por padrões internacionais.

Os níveis de potência e de campo são usados ​​em engenharia eletrônica , telecomunicações , acústica e disciplinas relacionadas. Os níveis de potência são usados ​​para potência de sinal, potência de ruído, potência de som, exposição de som, etc. Os níveis de campo são usados ​​para tensão, corrente, pressão de som .

Nível de poder

O nível de uma quantidade de energia , denotado L P , é definido por

Onde

  • P é a quantidade de energia;
  • P 0 é o valor de referência de P .

Nível de campo (ou potência raiz)

O nível de uma quantidade de potência raiz (também conhecido como uma quantidade de campo ), denotado L F , é definido por

Onde

  • F é a quantidade de potência raiz, proporcional à raiz quadrada da quantidade de potência;
  • F 0 é o valor de referência de F .

Se a grandeza de potência P é proporcional a F 2 , e se o valor de referência da grandeza de potência, P 0 , está na mesma proporção de F 0 2 , os níveis L F e L P são iguais.

O neper , bel e decibel (um décimo de bel) são unidades de nível frequentemente aplicadas a quantidades como potência, intensidade ou ganho. O neper, bel e decibel são relacionados por

  • 1 B = 1/2log e 10 Np ;
  • 1 dB = 0,1 B = 1/20log e 10 Np .

Padrões

O nível e suas unidades são definidos na ISO 80000-3 .

O padrão ISO define cada uma das grandezas nível de potência e nível de campo como adimensional, com 1 Np = 1 . Isso é motivado pela simplificação das expressões envolvidas, como em sistemas de unidades naturais .

Quantidades relacionadas

Quantidade de proporção logarítmica

As grandezas de potência e de campo fazem parte de uma classe maior, as grandezas de razão logarítmica.

ANSI / ASA S1.1-2013 define uma classe de quantidades que chama de níveis . Ele define um nível de uma quantidade Q , denotado L Q , como

Onde

  • r é a base do logaritmo;
  • Q é a quantidade;
  • Q 0 é o valor de referência de Q .

Para o nível de uma quantidade de potência raiz, a base do logaritmo é r = e . Para o nível de uma quantidade de potência, a base do logaritmo é r = e 2 .

Nível de freqüência

O nível de frequência de uma frequência f é o logaritmo de uma razão da frequência f para uma frequência de referência f 0 . A frequência de referência é C 0 , quatro oitavas abaixo do dó médio .

Na eletrônica , a oitava (oitava) é usada como uma unidade com logaritmo de base 2, e a década (dec) é usada como uma unidade com logaritmo de base 10:

Na teoria musical , a oitava é uma unidade usada com logaritmo de base 2 (chamado intervalo ). Um semitom é um duodécimo de uma oitava. Um centésimo é um centésimo de um semitom.

Veja também

Notas

Referências