Mức cường độ âm là gì? Tìm hiểu về công thức và đơn vị đo cường độ âm

Trong quá trình tìm hiểu về lĩnh vực âm thanh cũng như ứng dụng của âm thanh trong các lĩnh vực đời sống, chúng ta thường nghe thấy rất nhiều các thuật ngữ chuyên ngành và khá trừu tượng. Trong đó mức cường độ âm là một cụm từ khá quen thuộc, được khá nhiều người quan tâm và tìm hiểu. Vậy, để hiểu được mức cường độ âm là gì, đơn vị mức cường độ âm thanh cùng với công thức như thế nào, hãy cùng ITC Audio đi vào nội dung bài viết dưới đây để có thêm nhiều thông tin hơn nhé!

Cường độ âm là gì?

Trước hết, chúng ta sẽ đi tìm hiểu cường độ âm là gì! Cường độ âm thanh là lượng năng lượng do sóng âm truyền đi trong một khoảng thời gian nhất định trên một đơn vị diện thích theo phương vuông góc với phương truyền âm đó. Hay nói một cách dễ hiểu hơn, cường độ âm đo lường độ mạnh yếu của âm thanh phát ra, cường độ âm càng lớn thì âm thanh càng to, và ngược lại, cường độ âm càng nhỏ thì âm thanh càng yếu.

Lưu ý về cường độ âm thanh mà chúng ta cần biết đó là âm thanh quá nhỏ, thấp hơn mức cảm giác của con người thì còn người sẽ không thể nghe được, âm thanh quá lớn gây cảm giác đau tai, nếu vượt ngưỡng an toàn của thính giác sẽ gây điếc tai.

Ví dụ cụ thể khi so sánh mức độ cường độ âm thanh cho biết:

• Một âm thanh có cường độ âm là 60dB chúng ta sẽ cảm nhận được độ to, rõ ràng của nó hơn hẳn so với âm thanh có cường độ âm là 40dB.

Như vậy, mức cường độ âm không chỉ phản ánh độ lớn của âm thanh mà còn liên quan đến cảm giác của người nghe về âm thanh đó.

Công thức cường độ âm

Công thức cường độ âm được tính theo công thức sau:

I = W/S*t = P/S = P/4πR²

Trong đó:

• P: là công suất âm thanh
• S là diện tích miền truyền âm
• R là khoảng cách từ điểm đang xét cường độ âm đến nguồn âm
• 4πR² chính là công thức tính diện tích của hình tròn (khi âm thanh từ nguồn âm phát ra, thì tất cả mọi điểm bao quanh nguồn âm tạo thành bề mặt của hình cầu).

Đơn vị đo mức cường độ âm thanh

Vậy đơn vị đo mức cường độ âm là gì? Đơn vị đo cường độ âm là oát trên mét vuông (ký hiệu là W/m²), còn đơn vị của mức cường độ âm là Decibel (kí hiệu dB, là thông số kỹ thuật mà chúng ta thường thấy trên tất cả các dòng loa và amply/cục đẩy đó).

Decibel là gì?

Decibel (dB) – còn được viết là đề-xi-ben, là một đơn vị hàm logarit, được dùng để biểu thị mức cường độ âm thanh mạnh hay yếu dựa trên tính chất của tai người. Âm thanh tương tương mức không nghe thấy gì là 0dB, tức là ở tham số 0dB, tai người sẽ không thể nghe được âm thanh phát ra từ bất kì chủ thể nào. Và giá trị tối đa về ngưỡng decibel mà tai người có thể chịu đau được là khoảng 140dB.

Không chỉ là một đại lượng đo lường âm thanh quen thuộc trên các thiết bị trong hệ thống âm thanh, mà decibel cũng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như công nghệ thông tin, y học, hay một số lĩnh vực khoa học điện tử khác nữa.

Công thức tính Decibel

Công thức tính mức cường độ âm, hay chính là công thức tính Decibel sẽ có 2 cách tính, đó là dựa trên sự so sánh về điện áp và dựa trên sự so sánh và công suất, các giá trị trong mỗi phép tính là một đại lượng biểu thị những ý nghĩa khác nhau, nhưng kết quả cuối cùng thu được là bằng nhau. Dưới đây là chi tiết 2 công thức này:

• Dựa trên sự so sánh về điện áp:

(dB) = 20 Log U1/U2

• Dựa trên sự so sánh về công suất:

(dB) = 10 log P1/P2

Tại sao Decibel lại được sử dụng để làm đơn vị đo cường độ âm thanh?

Lý do để lý giải vì sao Decibel được sử dụng để làm đơn vị đo cường độ âm thanh đó là bởi mỗi khi cường độ âm thanh được tăng lên 10 lần thì đồng thời Decibel cũng thể hiện việc tăng lên tương ứng là 10dB. Và quan trọng hơn cả đó là thính giác của con người tỉ lệ thuận với dB. Khi chỉ số Decibel tăng hoặc giảm 1 lần, thì độ lớn của tiếng động mà con người nghe thấy cũng có sự tăng/giảm tương ứng bằng đó lần. Do đó, đề xi ben là đại lượng phù hợp nhất với con người về cảm giác thanh âm.

Khoảng cường độ âm thanh mà con người có thể chịu đựng

Tầm nghe của con người, nghĩa là phạm vị cường độ âm thanh mà tai người có thể cảm nhận từ âm yếu nhất đến âm mạnh nhất thường nằm trong khoảng 0-125dB. Tuy nhiên ngưỡng nghe được thực tế có thể khác nhau ở mỗi người, và chúng phụ thuộc vào một số yếu tố chủ quan, khách quan như tuổi tác, tình trạng sức khoẻ, môi trường xung quanh.

Mức cường độ âm dưới 40dB thì rất khó nghe, còn trên 110dB thì tai của bạn sẽ bị đau, và nếu nghe âm thanh lớn hơn 110dB trong khoảng thời gian dài thì bạn sẽ bị điếc vĩnh viễn. Đặc biệt, ở mức cường độ 130dB, bộ não gần như sẽ không tiếp nhận nổi tín hiệu âm thanh đó, dẫn đến hiện tượng chết não hoàn toàn, do đó bạn cần đặc biệt lưu ý đến các mức cường độ âm thanh này.

Tuy nhiên, có một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng, nếu bạn tiếp xúc với âm thanh có đường độ lớn trên 90dB trong 8 giờ liên tiếp, thì bạn sẽ mất thính giác vĩnh viễn.

Dưới đây là bảng thông tin về mức cường độ âm ứng với âm thanh thực tế xung quanh chúng ta:

Mức cường độ âm	Âm thanh tương ứng với không gian thực tế
0dB	Không nghe thấy âm thanh phát ra
10dB	Hơi thở bình thường của con người
20dB	Tiếng lá rơi và tiếng cây cỏ đung đưa chạm vào nhau
30dB	Tiếng động mạnh hơn một chút, âm thanh xào xạc của lá cây khi nổi gió
40dB	Tiếng nói chuyện thì thầm
50dB	Tiếng mưa rơi ở mức độ vừa phải
60dB	Tiếng chuyện trò bình thường
70dB	Tiếng ồn ào của mọi người trong văn phòng nói chuyện rôm rả, tiếng ồn từ các phương tiện giao thông và chủ thể giao tiếp với nhau ngoài đường
80dB	Tiếng ồn từ hội trường
90dB	Tiếng ồn trong phân xưởng, nhà máy sản xuất
110dB	Tiếng nhạc Rock với âm lượng lớn
130dB	Tiếng động cơ từ các máy bay phản lực, còi xe cứu hoả

Cách tính cường độ âm thanh chuẩn khi chọn loa

Để tính toán được mức cường độ âm thanh chuẩn khi chọn loa, bạn cần hiểu rõ về cường độ âm thanh mà loa có thể tạo ra và xem xét đến mức độ ồn của không gian là bao nhiêu để từ đó đưa ra mức cường độ âm phù hợp với môi trường hoạt động. Để âm thanh được truyền tải đến tai người nghe một cách rõ ràng và hiệu quả nhất thì cường độ âm phải lớn hơn độ ồn khoảng 6dB, nhưng mức chênh lệch tốt nhất thường là từ 10-20dB. Bạn nên lưu ý đến khoảng cách này để chọn ra được mức cường độ âm hiệu quả nhất.

Dưới đây là một số bước cơ bản để chúng ta có thể đưa ra mức cường âm thanh chuẩn khi chọn loa:

• Xác định đặc điểm của không gian hoạt động: đầu tiên, bạn cần xác định xem không gian bạn đưa loa vào sử dụng là hội trường, phòng họp, nơi tổ chức các sự kiện giải trí hay là phòng thu âm. Mỗi kiểu không gian sẽ ảnh hưởng đến cường độ âm thanh mà bạn cần.
• Xác định mức cường độ âm thanh mong muốn: dựa trên đặc điểm của không gian hoạt động để xác định mức cường độ âm thanh hợp lý. Chẳng hạn như, một buổi nhạc sống ngoài trời có thể yêu cầu cường độ âm thanh lớn so với không gian của một phòng họp nhỏ.
• Tính toán SPL (Sound Pressure Level): SPL là đại lượng đo lường độ lớn của âm thanh phát ra, bạn cần biết được mức SPL mà loa có thể phát ra trong một đơn vị khoảng cách nhất định là bao nhiêu, điều này đã được cung cấp sẵn trên bảng thông số kỹ thuật của loa.
• Xem xét số lượng loa: nếu không gian rộng lớn và cần sử dụng loa với số lượng nhiều, bạn hãy tính toán cụ thể là bao nhiêu loa để đáp ứng mức cường độ âm thanh mong muốn. Điều này có ảnh hưởng khá nhiều đến chất lượng âm thanh phát ra.
• Xem xét mô hình phân tán âm thanh: sắp xếp và bố trí vị trí của các loa cho hợp lý để chúng phân tán âm thanh đồng đều trong không gian, điều này bao gồm các hướng phát âm, vị trí đặt loa, góc toả âm,…
• Xem xét khả năng cân bằng âm thanh: đảm bảo cường độ âm thanh phân tán đồng đều khắp các vị trí, hạn chế hiện tượng cường độ mạnh ở góc này, nhưng suy yếu ở góc khác. Sự cân bằng về mức cường độ âm là yếu tố quan trọng để cho người nghe có được trải nghiệm âm thanh tốt nhất.

Hãy nhớ rằng, việc lựa chọn mức cường độ âm thanh hợp lý cho loa cần căn cứ trên nhiều yếu tố và những yêu cầu cụ thể của dự án lắp đặt. Nếu bạn chưa chắc chắc về mức độ nào là hợp lý, có thể tìm đến các đơn vị tư vấn uy tín như ITC Audio, hay sự hỗ trợ bất kì từ các chuyên gia trong lĩnh vực âm thanh nào đó để có được kết quả tốt nhất.

Sức khoẻ của con người sẽ bị ảnh hưởng như thế nào khi mức cường độ âm quá lớn

Ở mức cường độ âm quá lớn chúng ta sẽ gọi đó là một dạng tiếng ồn, hay lúc này tiếng ồn chính là những âm thanh gây khó chịu, làm giảm khả năng tập trung và ảnh hưởng đến sức khoẻ tinh thần của con người. Con người sẽ phải chịu một số rủi ro khi mức cường độ âm quá lớn, chẳng hạn như:

Thính lực: nếu tai người tiếp xúc với âm thanh với cường độ quá lớn trong một khoảng thời gian dài liên tiếp có thể sẽ gây mất thính giác tạm thời. Ở mức cường độ quá cao, khoảng 130dB sẽ làm cho các tế bào thính giác bị ảnh hưởng, mất đi thính lực hoàn toàn, nghiêm trọng hơn sẽ gây xuất huyết não.

Stress và căng thẳng: mức cường độ âm quá lớn sẽ gây ra căng thẳng và stress cho hệ thần kinh, ảnh hưởng đến tâm trạng và sức khoẻ tinh thần của con người. Bên cạnh đó, sẽ làm cho bạn có cảm giác âu lo, mất ngủ và tăng cường nguy cơ các vấn đề liên quan đến sức khoẻ tinh thần.

Tác động tới hệ tuần hoàn: hệ tuần hoàn của cơ thể sẽ bị ảnh hưởng đến tiếp xúc với cường độ âm thanh quá lớn trong thời gian dài, từ đó kéo theo huyết áp và nhịp tim biến thiên bất thường, làm tăng nguy cơ mắc các bệnh về tim mạch.

Làm giảm khả năng tập trung và hiệu quả công việc: âm thanh quá lớn làm giảm khả năng tập trung và khả năng làm việc hiệuq ủa, nó có thể gây xao lãng và lảm giảm hiệu suất hiệu suất làm việc của chúng ta.

Ảnh hưởng đến chất lượng giấc ngủ: cường độ âm thanh lớn còn làm cho bạn mất ngủ hoặc chất lượng giấc ngủ không còn tốt nữa, ngủ không sâu, dễ bị giật mình và thức giấc giữa đêm.

Trên đây là một số tác hại khi con người tiếp xúc với mức cường độ âm thanh quá lớn. Chính bởi những tác hại khôn lường đó mà chúng ta nên tự bảo vệ sức khoẻ của mình bằng cách hạn chế tiếp xúc với âm thanh quá lớn. Hãy luôn giữ âm lượng ở mức vừa phải để có thể thưởng thức âm thanh trong mức an toàn nhất có thể.

Dựa vào cường độ âm thanh để ghép loa với amply

Ghép nối loa với amply cần dựa vào mức cường độ âm thanh, bởi đây là một yếu tố quan trọng để đảm bảo hệ thống âm thanh hoạt động hiệu quả và mang tới chất lượng âm thanh tốt nhất. Dưới đây là một số hướng dẫn cơ bản để bạn có thể ghép loa với amply dựa vào cường độ âm thanh:

1. Xác định cường độ âm thanh đạt yêu cầu: xác định cường độ âm thanh mà bạn muốn đạt được. Điều này sẽ giúp bạn đưa ra lựa chọn loa có mức cường độ âm phù hợp.
2. Xác định công suất đầu ra của loa: công suất đầu ra của amply cần đảm bảo lớn hơn tổng công suất của tất cả các loa được kết nối cộng lại để đảm bảo khả năng cung cấp tín hiệu cho các loa hoạt động.
3. Chọn amply có tính năng tự bảo vệ: nên ưu tiên chọn amply hoặc cục đẩy có tính năng tự bảo vệ khi quá tải, tự động làm mát động cơ và tích hợp một số tính năng bảo vệ khác để đảm bảo các thiết bị trong bộ dàn được an toàn khi có sự cố xảy ra.
4. Chọn loa có độ nhạy tương thích: tiếp đến chúng ta cần quan tâm đến độ nhạy trên loa, loa có độ nhạy cao thường có yêu cầu ít công suất hơn để tạo ra cùng mức âm thanh so với loa có độ nhạy thấp hơn, nên chọn loa có độ nhạy tương thích với công suất của amply để tối ưu hoá hiệu suất âm thanh.
5. Cường độ âm thanh mục tiêu (hay còn gọi là Target SPL): bạn cần đưa ra một mức cường độ âm thanh mà bạn muốn đạt được trong không gian hoạt động, ví dụ như mức cường độ tối thiểu cần đạt được là 85dB.
6. Khoảng cách từ loa đến vị trí nghe: khoảng cách từ loa đến vị trí người nghe sẽ ảnh hưởng đến cường độ âm thanh, chính là mức cảm nhận mà thính giác có thể cảm nhận được.

Trên đây là toàn bộ thông tin về chủ đề “mức cường độ âm là gì” cũng như toàn bộ các kiến thức về đơn vị đo cường độ âm thanh, công thức tính cường độ âm chuẩn,… Hy vọng những nội dung mà chúng tôi cung cấp sẽ mang đến cho quý khách hàng nhiều sự am hiểu hơn về lĩnh vực âm thanh và để mọi người có thể dễ dàng lựa chọn ra được sản phẩm âm thanh phù hợp hơn.

Nếu còn bất kì vấn đề hay thắc mắc gì về nội dung bài viết, hãy để lại bình luận phía dưới hoặc gọi trực tiếp đến số hotline trên website để được đội ngũ nhân viên tư vấn cụ thể, chi tiết hơn nhé. ITC Audio kính chúc quý khách có thật nhiều sức khoẻ và niềm vui.