O som é uma onda mecânica longitudinal. Por onda mecânica entendemos que ele é produzido a partir do movimento de algum meio material, como o ar, a água, a terra, o aço, etc. As ondas têm a interessante característica de transportar energia sem transportar matéria. Pense em um barco no meio de um lago tranquilo, sem correnteza: as ondas produzem apenas o movimento de sobe-desce no barco, sem com isso arrastá-lo.
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Energia e Potência
A energia de uma onda igual é a energia cinética do meio material que se movimenta para transmiti-la. Já a potência é a quantidade de energia transferida por unidade de tempo, ou seja:
Onde E é a Energia em Watts (W);
Δt é a variação de tempo em segundos (s).
Intensidade
Uma medida um pouco mais intuitiva é a intensidade. Quando dizemos que a música tocando na casa do vizinho está “alta” ou pedimos para o DJ “aumentar” o som da festa na verdade estamos nos referindo a intensidade de áudio. Outra característica importantes é a frequência, medida em Hertz. A frequência está relacionada com as notas musicais: quanto mais alta a nota, maior a frequência e mais aguda a música, quanto mais baixa a nota, menor a frequência e mais grave a música. Por isso não podemos confundir altura com intensidade.
A intensidade (I) das ondas sonoras que atravessam uma seção de área A pode ser calculada com a equação:
Onde E é a Energia em Watts (W);
A é área em metros quadrados (m²);
Δt é a variação de tempo.
A intensidade é medida é medida em W/m².
Logo, a partir das duas equações temos que:
Onde P é a potência de áudio, em Watts (W);
I é a intensidade em W/m²;
A é a Área em m².
A menor intensidade que um ser humano consegue ouvir é 10-12 W/m². Ao se afastar da fonte sonora, a intensidade (ou nível sonoro) é reduzida logaritmicamente, dessa forma também podemos calcular o nível sonoro (B) através da equação:
Onde B é a intensidade sonora em Bels (B). Para a maioria dos valores encontrados em nosso dia a dia, 1 Bel é um valor muito alto. Então a unidade mais utilizada é o decibel (dB) onde 1B = 10dB.
Potência RMS
Em sistemas eletrônicos de áudio, é comum utilizar como medida a potência RMS. Esta potência é calculada com base na tensão e corrente que atravessam a carga, resultando em um valor médio, visto que o som é produzido correntes com grande variação. Este cálculo pode ser realizado através de:
P = VRMS . IRMS
Onde P é a potência média RMS;
V é a tensão média RMS;
I é a corrente média RMS.
Potência PMPO
A maioria dos equipamentos de áudio encontrados no varejo apresentam a potência PMPO (Peak Music Power Output ). Esta medida leva em conta valores máximos instantâneos de potência, que nem sempre são medidas confiáveis para comparar diferentes equipamentos, mas tem a clara vantagem comercial de alcançarem valores numericamente maiores.
Fontes:
Luiz, Adir Moysés. Coleção Física 2 Gravitação, Ondas e Termodinâmica.
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Ondulatoria/Acustica/intensidade.php
Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/fisica/potencia-de-audio/