Mức cường độ âm là gì? Cách tính toán và áp dụng vào thực tế

Mức cường độ âm hay cường độ âm là đại lượng dùng để so sánh độ to của một âm với độ to âm chuẩn, đo bằng đơn vị ben, kí hiệu là B. Công thức mức cường độ âm: 

1. Cường độ âm thanh là gì?

Cường độ âm thanh là nguồn năng lượng được sóng âm truyền đi trong một đơn vị chức năng thời hạn qua một đơn vị chức năng diện tích quy hoạnh đặt vuông góc với phương truyền âm, đơn vị chức năng cường độ âm thành là W / mét vuông .
Âm thanh phát sinh do sự giao động cơ khí của vật chất. Khi vật chất giao động, không khí xung quanh xảy ra hàng loạt sự biến hóa đặc và loãng. Biến đổi này không ngừng lan rộng ra, từ đó phát sinh sóng âm. Số lần lên xuống của sóng âm trong một giây được gọi là tần số. Nhờ vào tần số người ta hoàn toàn có thể thống kê giám sát được khoanh vùng phạm vi xê dịch của âm thanh. Tai người hoàn toàn có thể nghe được âm thanh có tần số từ 20 – 20.000 Hz, được gọi là dải âm thanh nghe được. Tần số vượt quá 20.000 Hz được gọi là sóng siêu âm, tần số thấp hơn 20 Hz được gọi là sóng hạ âm .

Âm thanh ngoài sự cao thấp về tần số còn có sự khác biệt mạnh yếu về cường độ. Âm thanh quá nhỏ, thấp hơn mức cảm giác của con người, con người không thể nghe được; âm thanh lớn, gây cảm giác đau tai, âm thanh quá lớn có thể gây điếc. Lượng vật lý dùng đề miêu tả độ mạnh yếu của âm thanh được gọi là cường độ âm thanh.

Mức cường độ âm: là giá trị logarit thập phân của cường độ âm thanh và cường độ âm thanh chuẩn. Được kí hiệu là L(B). L(B) = lg(I/I0). Trong thực tế, kỹ thật âm thanh dùng đơn vị đề xi ben (db) làm đơn vị đo mức cường độ âm thanh. 1db = 1/10 b

Đềxiben được xác định như sau: Trong phòng cách âm lấy mức tiếng động thấp nhất con người có thể nghe được (10 – 16 W/cm 2 ) làm chuẩn, các cường độ âm thanh khác được so sánh với mức chuẩn này lấy đối số, dùng đơn vị đềxiben để biểu hiện. Khi cường độ âm thanh tăng lên so với mức chuẩn 1 lần là 0 đềxiben; cường độ tăng lên 10 lần là 10 đềxiben; tăng 100 lần là 20 đềxiben; tăng 1000 lần và 10000 lần, lần lượt là 30 đềxiben và 40 đềxiben.

Tại sao lại dùng đềxiben làm đơn vị đo cường độ âm thanh?

Vì mỗi khi cường độ âm thanh tăng lên 10 lần, dùng đềxiben làm đơn vị chức năng bộc lộ chỉ tăng 10 đềxiben, dễ tính toán và diễn đạt. Quan trọng hơn là thính giác của con người tỷ suất thuận với đềxiben. Mỗi khi số đềxiben tăng hoặc giảm một lần, mức tiếng động con người nghe được cũng tăng hoặc giảm tương ứng một lần. Do vậy, đơn vị chức năng đềxiben rất tương thích với cảm xúc thực của con người .
Dùng đơn vị chức năng Đề xi ben để đo lường và thống kê cường độ âm thanh, tiếng gió thổi, lá cây kêu xào xạc là 0 Đềxiben, tiếng đạn pháo nổ ầm ầm là 130 đềxiben. Cường độ âm thanh càng lớn, mức độ tác động ảnh hưởng đến con người càng mạnh .

2. Tai người và mức cường độ âm thanh

Con người chỉ chịu được một cường độ âm thanh trong những khoảng chừng mức sau :
Hoàn toàn không nghe thấy gì0dBRạp phim cách âm, không có tiếng ồn~50dBVăn phòng đang làm việc, sảnh yên tĩnh của khách sạn, nhà hàng ăn~60dBVăn phòng ồn ào, siêu thị~70dBHội trường ồn ào, nhà in~80dBNhà máy sản xuất~90dBMáy bay cất cánh cách 1km~90dBMáy phát điện~100dBĐại nhạc hội Rock, DJ~110dBTiếng sét lớn~120dBNgưỡng đau~130dBGây điếc tai~140dB
Cường độ âm thanh từ 90 – 140 đềxiben sẽ gây tác động ảnh hưởng đến thính giác. Sống 1 phút trong thiên nhiên và môi trường có độ ồn 100 – 120 đềxiben sẽ gây điếc trong thời điểm tạm thời, tiếng ồn 140 Đề xi ben hoàn toàn có thể gây điếc vĩnh viễn. Do vậy, những nhà khoa học ấn định 100 đềxiben là số lượng giới hạn cao nhất của cường độ âm thanh an toàn .

Tác hại của Tiếng Ồn:

• Tiếng ồn tác động đến tai, sau đó tác động đến hệ thần kinh trung ương, rồi đến hệ tim mạch, dạ dày và các cơ quan khác, sau đó mới đến cơ quan thích giác.
• Tác động của tiếng ồn phụ thuộc vào tần số và cường độ âm, tần số lặp lại của tiếng ồn.
• Tác động đến cơ quan thính giác: tiếng ồn làm giảm độ nhạy cảm, tăng ngưỡng nghe, ảnh hưởng đến quá trình làm việc và an toàn.

Tác động đến các cơ quan khác:

• Hệ thần kinh trung ương: Tiếng ồn gây kích thích hệ thần kinh trung ương, ảnh hưởng đến bộ não gây đau đầu, chóng mặt, sợ hãi, giận dữ vô cớ.
• Hệ tim mạch: làm rối loạn nhịp tim, ảnh hưởng tới sự hoạt động bình thường của tuần hoàn máu, làm tăng huyết áp.
• Dạ dày: làm rối loạn quá trình tiết dịch, tăng axit trong dạ dày, làm rối loạn sự co bóp, gây viêm loét dạ dày
• Tiếng ồn ảnh hưởng tới sức khỏe và tính mạng của người lao động.

3. Các phương pháp đo cường độ âm thanh:

Thông thường những kỹ sư dùng thiết bị chuyên được dùng để đo cường độ âm thanh, tuy nhiên có một giải pháp Nhanh và tiện ( tuy nhiên độ đúng chuẩn không cao ) đó là sử dụng những application trên những điện thoại cảm ứng mưu trí như decibel và tiếng ồn, sound meter … .

4. Sự suy giảm cường độ âm thanh và khoảng cách:

Tại những sân khấu, hội trường việc đo lường và thống kê âm thanh để nghe hay và rõ là rất là quan trọng, quyết định tính thành công xuất sắc của buổi diễn. Để âm thanh từ dàn loa phát ra, cường độ âm cần lớn hơn mức độ ồn của khoảng trống từ 10-20 db. Cách tính này cần địa thế căn cứ vào người ngồi xa loa nhất khoảng cách là bao nhiêu, để hoàn toàn có thể trừ ra sự suy hao cường độ do khoảng cách. Thông thường những kỹ sư vận dụng bảng công thức sau để giám sát mức suy giảm cường độ âm thanh và khoảng cách
Khoảng cách (mét)1248163264Độ suy giảm (dB)0-6-12-18-24-30-36
( Mức suy giảm được tính trên khoảng trống giữa người nghe và loa không có vật cản )
Ví dụ đơn cử : 1 người đứng cách loa 16 m, dàn loa phát ra 100 db, tiếng ồn của khoảng trống là 60 db. Hỏi người tại vị trí dó có nghe hay không .
Dựa vào bảng suy giảm ta có được tại vị trí người nghe cường độ âm thanh của dàn loa là : 100 – 24 = 76 db. Cao hơn độ ồn của khoảng trống 16 db, tại vị trí này, người nghe vẫn nghe rõ và hay chương trình .

5. Các phương pháp tính toán và đảm bảo mức cường độ âm thanh:

Thông thường mức cường độ âm thanh của dàn loa phát ra được tính bằng : logait tổng hiệu suất mạng lưới hệ thống loa ( tính trong trường hợp lý tưởng ampli đẩy đúng hiệu suất của loa phát ra ) .

1 W = 10 0 log 1 W = log10 0 = 0 Bel = 0 DB
10W = 10 1 log 1 0W = log10 1 = 1 Bel = 10 DB
100W= 102 log 1 00W = log10 2 = 2 Bel = 20 DB
1000W= 103 log 1 000W = log 10 3 = 3 Bel = 30 DB

Để đảm bảo âm thanh tại vị trí người ngồi gần và xa dàn loa là như nhau, các kỹ sư âm thanh dùng các loa vệ tinh để tăng âm cho người ngồi xa. Khi đó công thức tính cường độ âm tại một vị trí trong không gian được tính như sau

XdB = loa 1 dB – ( G1 ) db + loa 2 dB – ( G2 ) db + loa 3 dB – ( G3 ) db + … .. + loa n dB – ( Gn ) db
Trong đó :

• XdB : Mức cường độ âm thanh
• Gdb: Mức suy giảm do khoảng cách giữa loa và vị trí người nghe.

Sau khi đo lường và thống kê được vị trí người nghe nhu yếu cần cường độ âm thanh bao nhiêu để nghe hay và rõ chương trình, kỹ sư âm thanh sử dụng những loa vệ tinh đặt gần vị trí và giám sát độ trễ tín hiệu giữa dàn loa chính và loa vê tinh sao cho tương thích và tương đương về giao thoa thời hạn. Đây phần đông nhờ vào vào kinh nghiệm tay nghề của soundman .

Source: http://wp.ftn61.com
Category: Thủ Thuật