Áp lực và công suất (Pressure and Power)
Cho cả sóng âm thanh lẫn tín hiệu điện (cũng như cho tất cả các loại chuyển động khác), có một sự quan hệ cơ bản giữa số lượng của lực (áp lực) ứng dụng theo một hướng nhất định và sự đo lường của công suất thực tế (khả năng sản xuất ra điện hay chuyển động âm thanh) dẫn tới.
Cho dạng điện này, có thể trình bày bằng cách kết hợp định luật Ohm với các công thức trước đây đã giới thiệu để tính toán công suất. Định luật Ohm cho thấy rằng, nếu điện áp bị thay đổi một lượng nhất định, nó sẽ tạo ra kết quả cường độ sẽ thay đổi có tỷ lệ thuận với lượng đó. Thí dụ, nếu điện áp tăng gấp đôi, dòng điện cũng tăng gấp đôi. Và theo công thức P = E x I, điện áp này sau đó nhân với dòng (cường độ) để tìm sự gia tăng năng lực (công suất), trong trường hợp này tăng theo gấp bốn lần.
Nói cách khác, mọi thứ khác đều không thay đổi, chỉ có công suất sẽ liên quan đến bình phương áp lực. Bằng phương pháp tương tự của máy tính, gia tăng điện áp gấp ba lần sẽ gây ra tăng công suất chín lần (3²); gia tăng điện áp gấp bốn lần sẽ gây ra tăng công suất mười sáu lần (4²); tăng điện áp gấp mười lần sẽ gây ra tăng công suất gấp trăm lần (10²), v.v. (dĩ nhiên phải giả định rằng trở kháng vẫn không đổi).
Công suất âm thanh tương tự liên quan đến bình phương áp lực âm thanh. Công suất không đo được trực tiếp. Nó thường phát sinh bằng cách đo áp lực và sau đó sử dụng công thức số học trên.
Decibel, cơ bản là xoay quanh tỷ lệ công suất. Mỗi mười decibel (một bel) tương đương với tỷ lệ của một khoảng dưới dạng lũy thừa 10 (tỷ lệ công suất 10-1).
Đối với tỷ lệ áp lực, phải điều chỉnh sự chia độ. Ưu điểm của decibel (khi chia độ loagarithm) là nó có thể dùng để đối phó với tỷ lệ áp lực bằng cách tăng gấp đôi số lượng decibel. Sự liên quan bình phương với áp lực công suất là như vậy, đã được tự động tính đến. Điều này được minh họa trong hình 4.7.
Khi decibel được dùng để mô tả điện áp trong hệ thống âm thanh, nó được thực hiện với giả định rằng một tỷ lệ điện năng chính xác liên quan đến tỉ lệ bình phương của điện áp. Sự quan hệ này cần cẩn thận lưu ý, không phải lúc nào cũng chính xác. Thông thường là gần đúng, trừ khi một thiết bị hoạt động gần giới hạn tối đa. Sự gia tăng dòng điện có thể gây ra sự tăng trở kháng, đặc biệt khi mức năng lượng cao do tăng nhiệt độ. (Đây là một trong một số yếu tố có thể làm giảm hiệu quả của việc sử dụng ở mức độ cao-high level). Tình huống như thế này làm giảm tỷ lệ công suất dẫn đến quan hệ bình phương chính xác ít hơn. Ngoài ra, trở kháng thường thay đổi rất trầm trọng theo tần số (điều này được thảo luận thêm trong các chương 9, 10).
Cũng có thể có sự thay đổi trong trở kháng âm thanh (acoustical impedance), tương tự như nguyên tắc để tính trở kháng của điện. Sự thay đổi này là một sự kiện xảy ra tự nhiên trong và chung quanh loa horn và thùng loa, và cũng có khi âm thanh gặp trở ngại nào đó, bao gồm cả các cấu trúc vật lý bao quanh nguồn của nó. (Nói chung, trị số decibel bắt nguồn từ các tỷ lệ áp lực âm thanh hợp lý khá chính xác cho các sóng âm trong không gian lộ thiên).
