
【電】 acoustical power; psophometric power
聲功率(Sound Power)指聲源在單位時間内向周圍空間輻射的總聲能量,是衡量聲源發聲能力的客觀物理量。其國際單位制為瓦特(W),英文術語對應"sound power"或"acoustic power"。
核心概念解析:
物理定義:聲功率計算公式為
$$ W = int_{S} I cdot dS $$
其中$W$代表聲功率,$I$為聲強,$S$為包圍聲源的封閉曲面。該公式源自國際标準化組織ISO 3745:2012對聲功率測量的規範。
測量标準:依據ISO 3744:2010,工程級精度的測量需在反射面上方自由場條件下進行,使用聲強探頭陣列法。美國聲學學會建議采用混響室比較法獲取更精确數據。
工程應用:
英國國家物理實驗室案例顯示,工業壓縮機聲功率級可達105 dB re 1 pW。
$$ LW = 10 log{10}left(frac{W}{W_0}right) $$
參考基準值$W_0=10^{-12}$ W,該對數化處理源自ISO 80000-8:2007量綱标準。
延伸參考:美國國家職業安全衛生研究所(NIOSH)将聲功率納入職業噪聲暴露評估體系,相關技術指南詳見其官方網站數據庫。
聲功率是聲學中的核心概念,主要用于描述聲源的能量輻射特性,具體解釋如下:
聲功率指聲源在單位時間内向外輻射的聲能量,單位為瓦特(W)。它是聲源的固有屬性,僅與聲源本身相關,不受傳播距離或環境影響。
聲功率與聲強的關系
聲強(I)為單位面積的聲功率,即:
$$I = frac{W}{S}$$
其中,S為聲波垂直通過的面積(m²)。若聲源為點聲源(球面波),則總聲功率可表示為:
$$W = I cdot 4πr²$$
(r為距離聲源的半徑)。
聲功率與聲壓的關系
聲功率可通過聲壓(P)計算:
$$W = frac{P² cdot S}{ρc}$$
其中,ρc為媒質的特性阻抗(瑞利,Pa·s/m)。
聲功率級
聲功率級(Lw)用于分貝(dB)表示聲功率的相對大小:
$$L_w = 10 lgleft(frac{W}{W_0}right)$$
基準聲功率 (W_0 = 10^{-12} , text{W})。
日常生活中常見聲源的聲功率範圍:
通過聲功率可更客觀評估聲源特性,避免聲壓測量中的環境幹擾問題。
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