散熱風扇工作原理

散熱器都需要通過風扇的強制對流來加快熱量的散失，因此一款風扇的好壞，對整個散熱效果起到了決定性的作用。配備乙個效能優良的cpu風扇也是保證整部電腦順利運轉的關鍵因素之一。

dc風扇運轉原理：根據安培右手定則，導體通過電流，周圍會產生磁場，若將此導體置於另一固定磁場中，則將產生吸力或斥力，造成物體移動。在直流風扇的扇葉內部，附著一事先充有磁性之橡膠磁鐵。

環繞著矽鋼片，軸心部份纏繞兩組線圈，並使用霍爾感應元件作為同步偵測裝置，控制一組電路，該電路使纏繞軸心的兩組線圈輪流工作。矽鋼片產生不同磁極，此磁極與橡膠磁鐵產生吸斥力。當吸斥力大於蝨扇的靜摩擦力時，扇葉自然轉動。

由於霍爾感應元件提供同步訊號，扇葉因此得以持續運轉，至於其運轉方向，可依佛萊明右手定則決定。

ac風扇運轉原理： ac風扇與dc風扇的區別。前者電源為交流，電源電壓會正負交變，不像dc風扇電源電壓固定，必須依賴電路控制，使兩組線圈輪流工作才能產生不同磁場。

ac風扇因電源頻率固定，所以矽鋼片產生的磁極變化速度，由電源頻率決定，頻率愈高磁場切換速度愈快，理論上轉速會愈快，就像直流風扇極數愈多轉速愈快的原理一樣。不過，頻率也不能太快，太快將造成啟用困難。我們電腦散熱器上應用的都是dc風扇。

而一般一款好的風扇主要考察風量、轉速、噪音、使用壽命長短、採用何種扇葉軸承等。

風量是指風冷散熱器風扇每分鐘排出或納入的空氣總體積，如果按立方英呎來計算，單位就是cfm；如果按立方公尺來算，就是cmm。散熱器產品經常使用的風量單位是cfm（約為0.028立方公尺/分鐘）。

50×50x10mm cpu風扇一般會達到10 cfm，60×60x25mm風扇通常能達到20-30的cfm。在散熱片材質相同的情況下，風量是衡量風冷散熱器散熱能力的最重要的指標。顯然，風量越大的散熱器其散熱能力也越高。

這是因為空氣的熱容比率是一定的，更大的風量，也就是單位時間內更多的空氣能帶走更多的熱量。當然，同樣風量的情況下散熱效果和風的流動方式有關。風量和風壓風量和風壓是兩個相對的概念。

一般來說，要設計風扇的風量大，就要犧牲一些風壓。如果風扇可以帶動大量的空氣流動，但風壓小，風就吹不到散熱器的底部（這就是為什麼一些風扇轉速很高，風量很大，但就是散熱效果不好的原因）。相反的，風壓大、風量就小，沒有足夠的冷空氣與散熱片進行熱交換，也會造成散熱效果不好。

一般鋁質鰭片的散熱片要求風扇的風壓足夠大，而銅質鰭片的散熱片則要求風扇的風量足夠大；鰭片較密的散熱片相比鰭片較疏的散熱片，需要更大風壓的風扇，否則空氣在鰭片間流動不暢，散熱效果會大打折扣。所以說不同的散熱器，廠商會根據需要配合適當風量、風壓的風扇，而並不是單一追求大風量或者高風壓的風扇。

風扇轉速是指風扇扇葉每分鐘旋轉的次數，單位是rpm。風扇轉速由電機內線圈的匝數、工作電壓、風扇扇葉的數量、傾角、高度、直徑和軸承系統共同決定。轉速和風扇質量沒有必然的聯絡。

風扇的轉速可以通過內部的轉速訊號進行測量，也可以通過外部進行測量（外部測量是用其它儀器看風扇轉的有多快，內部測量則直接可以到bios裡看，也可以通過軟體看。內部測量相對來說誤差大一些）。 ?

因為隨著環境溫度的變化，有時需要不同轉速風扇來滿足需求。一些廠商特意設計出可調節風扇轉速的散熱器，分手動和自動兩種。手動的主要是讓使用者可以在冬天使用低轉速獲得低噪音，夏天時使用高轉速獲得好的散熱效果。

自動類調溫散熱器一般帶有乙個溫控感應器，能夠根據當前的工作溫度（如散熱片的溫度）自動控制風扇的轉速，溫度高則提高轉速，溫度低則降低轉速，以達到乙個動態的平衡，從而讓風噪與散熱效果保持乙個最佳的結合點。

風扇噪音除了散熱效果之外，風扇的工作噪音也是人們普遍關注的問題。風扇噪音是風扇工作時產生雜音的大小，受多方面因素影響，單位為分貝（db）。測量風扇的雜訊時需要在雜訊小於17db的消音室中進行，距離風扇一公尺，並沿風扇轉軸的方向對準風扇的進氣口，採用a加權的方式進行測量。

風扇雜訊的頻譜特性也很重要，因此還需要用頻譜儀記錄風扇的雜訊頻率分布情況，一般要求風扇的雜訊要盡量的小，而且不能存在異音。風扇噪音與摩擦力、空氣流動有關。風扇轉速越高、風量越大，造成的噪音也會越大，另外風扇自身的震動也是不可忽視的因素。

當然高品質的風扇的自身震動會很小，但前面兩個者卻是難以克服的。要解決這個問題，我們可以嘗試使用尺寸較大的風扇。應在在風量相同的情況下，大風扇在較低轉速時的工作雜訊要小於小風扇在高轉速時的工作雜訊。

另外乙個我們容易忽略的因素是風扇的軸承。由於風扇高速轉動時轉軸和軸承之間要摩擦碰撞，所以也是風扇雜訊的乙個主要**。