レベル（対数量）

科学および工学において、電力レベルおよび電界レベル（ルート電力レベルとも呼ばれる）は、同じ種類の標準基準値に対する特定の量の対数値である。

• 電力レベルとは、電力、電力密度、あるいはエネルギーを測定するために使用される対数量であり、一般的に使用される単位はデシベル（dB）です。
• 電界レベル（またはルート電力レベル）は、通常、その二乗が電力に比例する量（例えば、電圧の二乗は電力に導体の抵抗を掛けたものに比例する）を測定するために使用される対数量であり、一般的に使用される単位はネーパー（Np）またはデシベル（dB）です。

レベルの種類と単位の選択は、量とその基準値との比の対数のスケーリングを示しますが、対数は無次元量とみなされることがあります。 ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}各タイプの量の基準値は、多くの場合、国際規格によって規定されています。

電力レベルと電界レベルは、電子工学、電気通信、音響学、および関連分野で使用されます。電力レベルは、信号電力、雑音電力、音響電力、音響曝露などに使用されます。電界レベルは、電圧、電流、音圧などに使用されます。^{[ 4 ]}

電力量のレベル（ L _Pと表記）は、次のように定義される。

${\displaystyle L_{P}={\frac {1}{2}}\log _{\mathrm {e} }\!\left({\frac {P}{P_{0}}}\right)\!~\mathrm {Np} =\log _{10}\!\left({\frac {P}{P_{0}}}\right)\!~\mathrm {B} =10\log _{10}\!\left({\frac {P}{P_{0}}}\right)\!~\mathrm {dB} .}$

どこ

• Pは電力量である。
• P _0はPの基準値です。

ルートパワー量（場量とも呼ばれる）のレベルは、 L _{Fと表記され、} ^{[ 5 ]}で定義される。

${\displaystyle L_{F}=\log _{\mathrm {e} }\!\left({\frac {F}{F_{0}}}\right)\!~\mathrm {Np} =2\log _{10}\!\left({\frac {F}{F_{0}}}\right)\!~\mathrm {B} =20\log _{10}\!\left({\frac {F}{F_{0}}}\right)\!~\mathrm {dB} .}$

どこ

• Fは、電力量の平方根に比例するルートパワー量である。
• F _0はFの基準値です。

電力量PがF ²に比例し、電力量の基準値P _0がF ₀ ²に同じ比例関係にある場合、レベルL _FとL _Pは等しくなります。

ネーペル、ベル、デシベル（ベルの10分の1）は、電力、強度、ゲインなどの量によく適用されるレベルの単位です。^{[ 6 ]}ネーペル 、ベル、デシベルは^{[ 7 ]の関係にあります。}

• 1 B = ⁠ 1 / 2 ⁠ log _e 10 Np ;
• 1 dB = 0.1 B = 1 / 20 log e ₁₀ Np。

レベルとその単位は、ISO 80000-3で定義されています。

ISO規格では、電力レベルと電界レベルの各量を無次元量として定義しており、1 Np = 1としています。これは、自然単位系のように、関連する式を簡略化することを目的としています。

• デシベル § 定義
• 電力、平方根、およびフィールド量
• 対数スケール
• 音量（曖昧さ回避）
• レベリング（テーパー浮動点）
• レベルインデックス演算（LI）と対称レベルインデックス演算（SLI）

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• ISO 18405:2017 水中音響－用語、国際標準化機構、2022 [2017] 、 2022年12月20日取得