Schall

Feneriumpower · Senior Member Anmeldungsdatum: 12.06.2005 Beiträge: 365

Hallo,

also ich mach mich grad echt schwer mit einigen Schallbegriffen und wollte fragen, ob mir das jemand kurz und verständlich erläutern kann (am besten anhand von Wellen).

Also, was genau habe ich mir unter diesen Begriffen vorzustellen??

1. Schallintensität (<-- ist das dasselbe wie die Lautstärke??)
2. Schalldruck
3. Schallpegel

danke

armchairastronaut

Schallintensität: http://de.wikipedia.org/wiki/Schallintensit%C3%A4t
Lautstärke: http://de.wikipedia.org/wiki/Lautst%C3%A4rke
Schalldruck: http://de.wikipedia.org/wiki/Schalldruck
Schallpegel: http://de.wikipedia.org/wiki/Schallpegel

Alles schon probiert?
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The mind is not a vessel to be filled,
but a fire to be kindled. (Plutarch)

Feneriumpower · Senior Member Anmeldungsdatum: 12.06.2005 Beiträge: 365

armchairastronaut

Wo hakt's denn? Sag' jetzt bitte nicht: "na, so, allgemein eben..."

Schau dir die Definitionen noch mal an, versuche sie zueinander in Beziehung zu setzen und überlege, was genau dir noch unklar ist.
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ebs · Full Member Anmeldungsdatum: 03.11.2007 Beiträge: 117

1. Schallintensität ist eine Schallenergiegröße, die bei Akustikern und Schallbekämpfern für Berechnungen beliebt ist.
2. Schalldruck ist eine Schallfeldgröße, die in der Tontechnik bei "Ohrenmenschen" verwendet wird,
weil die Trommelfelle unserer "Ohren" (Gehör + Gehirn) durch den Schalldruck bewegt werden, so wie es bei den Mikrofonmembranen geschieht und auch beim Schalldruckpegelmesser.
3. Schallpegel (englisch = SPL Sound Pressure Level) ist üblicherweise der Schalldruckpegel p als Schallfeldgröße.

Beim Schall sind die "Schallfeldgröße" und "Schallenergiegröße" sorgfältig zu trennen und nicht zu verwechseln:
http://de.wikipedia.org/wiki/Schallfeldgr%C3%B6%C3%9Fe
http://de.wikipedia.org/wiki/Schallenergiegr%C3%B6%C3%9Fe

Lautstärke hat schon Probleme:
Subjektiv empfundene Lautstärke (Lautheit), objektiv gemessener Schalldruck (Spannung) und theoretisch berechnete Schallintensität (Schallleistung).
http://www.sengpielaudio.com/Rechner-pegelaenderung.htm
Ist mit dem üblichen Wort "Schallpegel" eigentlich der Lautstärkepegel, der Lautheitspegel, der Schalldruckpegel, der damit proportionale Spannungspegel, der Schallintensitätspegel, der Schallleistungspegel oder gar der bewertete Pegel in dBA gemeint?

Es kann auch nicht schaden, wenn man weiß, dass der übliche "Schall" als Schallfeldgröße schlicht nach dem 1/r-Gesetz von der Schallquelle abnimmt.
Pegelabnahme von Schalldruck und Schallintensität mit der Entfernung:
http://www.sengpielaudio.com/PegelabnahmeVonSchalldruckUndIntensitaet.pdf

Viele Grüße ebs

PS1: Wer etwa falsch gelernt hat, dass der Schalldruck nach dem Quadratgesetz mit 1/r² abnimmt, der informiere sich hier:
http://www.sengpielaudio.com/FalscheAbnahmeDesSchalldrucksMitEntfernung.pdf

PS2: Der normale Mensch kennt nur Lautstärke und hat ein etwas komisches Gefühl bei dem Wort Lautheit.
Lautheit ist ein künstlicher Begriff (engl. loudness) aus der Psychoakustik, der nicht zu unserer Umgangssprache gehört.
Lautstärkepegel LN in phon und Lautheit N in sone

Tingel84 · Newbie Anmeldungsdatum: 30.07.2009 Beiträge: 3

Moin!
Ich schreib mal meine Frage in diesen Thread um keinen Neuen aufzumachen.

Kurz zur Vorgeschichte meines Problems:
Derzeit mache ich ein Praktikum in einem Ingenieurbüro für Energietechnik. Jetzt sitz ich hier und arbeite an der Auslegung für ein Heizwerk mit. Da dieses viel Lärm erzeugt, gelten gewisse Vorschriften für den Schutz der anliegenden Bewohner.
Ich sollte nun überprüfen ob die Distanz zu den Wohngebäuden groß genug ist, um den erzeugten Lärm, der von der Schornsteinspitze abgestrahlt wird, zu dämpfen. Gesagt getan, ist ja einfach und geht schnell: Ich suche mir die Formel für die Schalldruckpegelabnahme in Abhängigkeit von der Entfernung der Schallquelle heraus. Für die kugelförmige Ausbreitung von einer punktförmigen Quelle hab ich diese in einem Fachbuch für Heizungstechnik gefunden:

L2=L1+10*lg [So/(4*Pi*r²)]

Mit L1=77dB, r=40m und So=1m² erhält man L2=34dB, also eine Abnhame um 43dB auf 40 Metern.

Wieso unterscheidet sich dieses Ergebnis nun von der allgemein üblichen Formel des 1/r-Gesetzes?

L2 = L1 - 20 lg (r2/r1) Mit r1=1m, r2=40m erhält man L2=45dB.

Beide Formeln beschreiben quasi den selben Effekt (Dämpfung des Schalldruckpegels über die Distanz). Kann mir jmd erklären wo sie sich unterscheiden und wann welche gilt?

Superhaemster · Full Member Anmeldungsdatum: 17.07.2009 Beiträge: 142

Für den Schalldruck gilt das 1/r Gesetz, das heißt für die Drücke p1, p2 im Abstand r1,r2 der Schallquelle gilt:
p1/p2 = r2/r1

Der Schalldruckpegel ist:
L = 20*lg(p/p0)
Umgestellt:
p = p0*10^(L/20)

oben einsetzen ergibt:
10^(L1/20-L2/20) = r2/r1
Umstellen:
(L1-L2) = 20*lg(r2/r1)
L2 = L1-20*lg(r2/r1)

Diese Formel ist also richtig, du musst halt nur beachten, dass die Abstände r1, r2 jeweils von der Schallquelle aus gemessen werden.

Tingel84 · Newbie Anmeldungsdatum: 30.07.2009 Beiträge: 3

Danke für die schnelle Antwort Smile

Das So ist die Fläche der Kugel, die einen Radius von ~0,282m besitzt und in deren Zentrum die Schallquelle sitzt. Diese Fläche kommt laut dem Taschenbuch vom Schallleistungspegel. „Dieser ist zahlenmäßig gleich dem Schalldruckpegel, wenn sich der Druckpegel auf die Fläche S=1m² bezieht.“

Oh man ist das verwirrend. Die Ausgangsgleichung für die Schallleistung P ist:

Lw=10*lg(P/Po) mit Po=So*po²/(ρ*c) und So=1m²

Daraus wird dann der Schalleistungspegel hergeleitet

Lw=10*lg(p²/po²*S/So)=…=Lp+10*lg(S/So)

Daher kommt das So, ich hoffe das hilft irgendwie. Wie dem auch sei, mein Problem geht ja noch weiter. In der Praxis wird der Schall oft in eine Richtung bevorzugt abgegeben. Dafür ist mir die Formel

Lp=Lw+10*lg(Q/(4*Pi*r²)

gegeben. Wobei Q das Verhältnis der Schallintensität in einer Richtung zur Schallintensität des Kugelstrahlers gleicher Leistung ist. Q kann werte von 1…8 annehmen. 1 Entspricht dann einem Raumwinkel von 4*Pi; 2 einem Raumwinkel von 2*Pi usw. 8 dementsprechend Pi/2. Wenn ich für meinen Schornstein Q=1 setze, erhalte ich meine 34 dB anstatt die durch das 1/rGesetz errechneten 45 dB. Das war übrigens auch mein Ursprüngliches Problem. Ich hoffe die Infos helfen irgendwie weiter.
Ich würde gerne wissen, warum ich in einem Buch das sich bereits in der 77. Auflage befindet, diese anscheinend von der Norm abweichende Formel finde. Dafür muss es doch einen Grund geben *grübel*

Superhaemster · Full Member Anmeldungsdatum: 17.07.2009 Beiträge: 142

Ich bin nicht so ganz tief in der Materie drin, aber ich kann sagen, dass für einen kugelsymetrischen Schall, wenn du den Schalldruck für den Abstand r1 hast und ihn in Abstand r2 wissen willst, obige Formel funktioniert. Dann ist außerdem die Richtung egal.

Ich muss jetzt allerdings weg, vielleicht schau ich mir das heut abend noch mal an.

ebs · Full Member Anmeldungsdatum: 03.11.2007 Beiträge: 117

Superhaemster hat ja schon gut und richtig angefangen zu erklären.
Ich wiederhole den Text aus meinem oberen Posting, weil dieses auf das typische Grübel-Problem hinweist. Entweder man rechnet mit dem Schalldruckpegel oder mit der Schallintensität (Schallleistung pro Fläche). Das ist ganz genau auseinanderzuhalten.
1. Schallintensität I ist eine Schallenergiegröße, die bei Akustikern und Schallbekämpfern für Berechnungen recht beliebt ist.
2. Schalldruck p ist eine Schallfeldgröße, die überwiegend in der Tontechnik von "Ohrenmenschen" verwendet wird,
weil die Trommelfelle unserer "Ohren" (Gehör + Gehirn) durch den Schalldruck bewegt werden,
so wie es bei den Mikrofonmembranen geschieht und auch beim Schalldruckpegelmesser.
3. Schallpegel (englisch = SPL Sound Pressure Level) ist üblicherweise der Schalldruckpegel p als Schallfeldgröße.

Beim Schall sind die "Schallfeldgröße" und "Schallenergiegröße" sorgfältig zu trennen und nicht zu verwechseln:
http://de.wikipedia.org/wiki/Schallfeldgr%C3%B6%C3%9Fe
http://de.wikipedia.org/wiki/Schallenergiegr%C3%B6%C3%9Fe

Ohrenmenschen wählen lieber die Schallfeldgröße, also den Schallwechseldruck p.
Akustiker und Lärmbekämpfer (Lärmschützer) rechnen lieber mit der Schallenergiegröße, der Schallintensität. I ist proportional p².

Für erstere Anwender gilt mit der Entfernung das reziproke Abstandsgesetz oder 1/r-Gesetz.
http://www.sengpielaudio.com/Rechner-abstandsgesetz.htm
Für letztere Anwender gilt mit der Entfernung das reziproke Quadratgesetz oder 1/r²-Gesetz.
http://www.sengpielaudio.com/Rechner-quadratgesetz.htm

Von der dB-Rechnung her gesehen muss bei beiden Berechnungen das gleiche Ergebnis rauskommen.
Hier: Für 77 dB Schallpegel in 1 Meter Entfernung ergibt sich in 40 Meter Entfernung ein Schallpegel von 45 dB.

Wie nimmt denn der Schall mit der Entfernung ab?
http://www.sengpielaudio.com/Rechner-entfernung.htm

Viele Grüße ebs

PS: Der Schalldruck nimmt mit 1/r von der Schallquelle ab; also nicht quadratisch, wie uns auch Lehrer häufig unrichtig beibringen: http://www.sengpielaudio.com/FalscheAbnahmeDesSchalldrucksMitEntfernung.pdf
Dagegen nimmt die Schallintensität wirklich mit 1/r² von der Schallquelle ab. Schalldruck ist aber nicht Schallintensiät.
Und die Schallleistung nimmt absolut nicht mit der Entfernung von der Schallquelle ab!

Tingel84 · Newbie Anmeldungsdatum: 30.07.2009 Beiträge: 3

Schön, dass mir hier jmd helfen will. Die Unterscheidung und das richtige Anwenden des 1/r-Gesetz ist mir ja bekannt. Mir ging es ja darum, wieso ich in einem Fachbuch eine andere Formel finde. Geh ich recht in der Annahme, das die niemand kennt bzw. ihr auch keine Ahnung habt wieso diese angegeben ist?

Vielen Dank nochmal für eure Bereitschaft mir hier zu helfen *g*

Superhaemster · Full Member Anmeldungsdatum: 17.07.2009 Beiträge: 142

Also ich komme mit deinen Formeln nicht so ganz mit. Ich versuche es jetzt mal zu verstehen.