Schallenergiedichte

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche
Schallgrößen

Die Schallenergiedichte (Formelzeichen E oder w) ist ein Maß zur Beschreibung der an einem bestimmten Ort des Schallfelds vorhandenen Schallenergie. Sie ist eine Schallenergiegröße. Die zugehörige logarithmische Größe ist der Schallenergiedichtepegel.

Definition[Bearbeiten]

Die Schallenergiedichte E ist die Schallenergie pro Volumeneinheit


E=\frac{d W(\vec{x})}{d V}.

Sie gibt Auskunft über die Schallenergie W an einem bestimmten Ort \vec{x} eines Schallfeldes und ist dessen Energiedichte.

Die Einheit der Schallenergiedichte ist Joule pro Kubikmeter (J/m3).

Im Sonderfall der ebenen fortschreitenden Welle ist die zeitgemittelte Schallenergiedichte:


\bar{E} = \frac{I}{c}
,

wobei I die Schallintensität und c die Schallgeschwindigkeit ist.

Schallenergiedichtepegel[Bearbeiten]

Gelegentlich wird die Schallenergiedichte auch in Form eines SchallenergiedichtepegelLE in Dezibel (dB) angegeben:


L_E=10\, \log_{10}\left(\frac{E_1}{E_0}\right){\rm dB}.

Der Bezugswert ist mit E_0=10^{-12} J/m3 oder W·s/m3 definiert.[1]

Zusammenhänge in der ebenen Welle[Bearbeiten]

Weitere Formeln zur Schallenergiedichte bei ebenen, fortschreitenden Schallwellen:


E = \xi^2 \cdot \omega^2 \cdot \rho = v^2 \cdot \rho = \frac{a^2 \cdot \rho}{\omega^2} = \frac{p^2}{Z \cdot c} = \frac{I}{c} = \frac{P_{ak}}{c \cdot A}

Hierbei ist:

Symbol Einheiten Bedeutung
E W·s/m3 Schallenergiedichte
ξ m, Meter Schallauslenkung
\omega = 2 · \pi · f rad/s Kreisfrequenz
ρ kg/m3 Luftdichte, Dichte der Luft (des Mediums)
v m/s Schallschnelle
a m/s2 Schallbeschleunigung
p Pascal Schalldruck
f Hertz Frequenz
Z = c · ρ N·s/m3 Schallkennimpedanz, Akustische Feldimpedanz
I W/m2 Schallintensität
c m/s Schallgeschwindigkeit
Pak W, Watt Schallleistung
A m2 Durchschallte Fläche

Quellen[Bearbeiten]

  1. DIN 1320: Akustik: Begriffe, Ausgabe 1997-06, Beuth Verlag.

Weblinks[Bearbeiten]