夏天一到，電風(fēng)扇就成了家家戶戶的 “降溫幫手”，但很少有人細(xì)想：按下開關(guān)后，電流輸入風(fēng)扇，到底經(jīng)歷了怎樣的能量變化？其實(shí)這個(gè)問題的核心，就是搞清楚電風(fēng)扇主要是把電能轉(zhuǎn)化成什么能。
從工作原理來看，電風(fēng)扇的能量轉(zhuǎn)換是個(gè)層層遞進(jìn)的過程。它的核心部件是電動機(jī)，無論是常見的交流電機(jī)，還是小型電扇常用的直流無刷電機(jī)，本質(zhì)都是利用 “通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動” 的原理工作。當(dāng)電流通過電動機(jī)的定子線圈，會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，推動連接扇葉的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動 —— 這一步，電能首先轉(zhuǎn)化為了電動機(jī)轉(zhuǎn)動的機(jī)械能。緊接著，旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子帶動扇葉轉(zhuǎn)動，傾斜的扇葉像機(jī)翼一樣切割空氣，推動空氣形成定向氣流，機(jī)械能又進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成了我們能感受到的風(fēng)能。
不過要注意的是，這個(gè)轉(zhuǎn)化過程并非 “百分百高效”。由于電動機(jī)的線圈存在電阻，電流通過時(shí)會不可避免地產(chǎn)生熱量，所以有一小部分電能會轉(zhuǎn)化為熱能散失掉。比如輸入 100 瓦的電能，大約有 50 到 80 瓦能轉(zhuǎn)化為有用的機(jī)械能和風(fēng)能，剩下的就以熱量形式消耗了，這也是為什么長時(shí)間使用后風(fēng)扇電機(jī)外殼會有點(diǎn)發(fā)燙的原因。
日常使用中，很多人會遇到 “風(fēng)扇轉(zhuǎn)得慢、降溫效果差” 的問題，其實(shí)這往往和能量轉(zhuǎn)化效率下降有關(guān)。我們可以從幾個(gè)常見原因入手解決：
- 扇葉積灰或變形：扇葉上的灰塵會增加轉(zhuǎn)動阻力，變形則會導(dǎo)致空氣推動效率降低，讓機(jī)械能向風(fēng)能的轉(zhuǎn)化大打折扣。解決方法很簡單：先拔掉電源，用螺絲刀拆開網(wǎng)罩，用沾了肥皂水的軟布擦拭扇葉，注意要順著扇葉傾斜方向擦，避免弄彎葉片；如果發(fā)現(xiàn)扇葉輕微變形，可輕輕掰回原位，確保幾片扇葉角度一致。
- 電機(jī)潤滑不足：電動機(jī)內(nèi)部的軸承長期運(yùn)轉(zhuǎn)會磨損，潤滑油脂干涸后摩擦增大，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的損耗就會增加。處理時(shí)需先斷電，拆開電機(jī)外殼，找到軸承位置，用棉簽擦去舊油脂，再滴入 2-3 滴專用電機(jī)潤滑油（不要用食用油，易變質(zhì)結(jié)塊），最后重新組裝即可。
- 電路接觸不良：開關(guān)或接線處接觸不好會導(dǎo)致輸入電機(jī)的電流不穩(wěn)定，影響磁場形成，進(jìn)而降低能量轉(zhuǎn)化效率。可以打開風(fēng)扇底座的控制盒，檢查接線端子是否松動，開關(guān)內(nèi)部是否有氧化痕跡，松動的話用螺絲刀擰緊，氧化部分可用細(xì)砂紙輕輕打磨掉。
想要讓電風(fēng)扇的能量轉(zhuǎn)化更高效，日常使用也有技巧。選購時(shí)選知名品牌的高能效產(chǎn)品，避免劣質(zhì)電機(jī)帶來的高損耗；使用時(shí)先開強(qiáng)風(fēng)快速降溫，涼下來后換微風(fēng)檔，同一臺風(fēng)扇快慢檔耗電量相差可達(dá) 40%；把風(fēng)扇放在門窗旁邊，利用空氣流通提升降溫效果，能縮短使用時(shí)間、減少總能耗。
相關(guān)問答延伸
電風(fēng)扇工作時(shí)，除了主要的能量轉(zhuǎn)化，還有哪種次要的能量轉(zhuǎn)化形式？
答：次要的能量轉(zhuǎn)化形式是電能轉(zhuǎn)化為熱能。這是因?yàn)殡妱訖C(jī)線圈存在電阻，電流通過時(shí)會產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致一小部分電能以熱能形式散失。為什么說電風(fēng)扇搭配空調(diào)使用更節(jié)能？
答：因?yàn)殡婏L(fēng)扇能將電能轉(zhuǎn)化為風(fēng)能，加速人體汗液蒸發(fā)實(shí)現(xiàn)降溫，空調(diào)溫度設(shè)定在 26-28℃時(shí)，配合風(fēng)扇的氣流循環(huán)，既能達(dá)到舒適體感，又能避免空調(diào)頻繁啟停，減少空調(diào)的電能消耗，實(shí)現(xiàn) “1+1<2” 的節(jié)能效果。直流無刷電機(jī)的電風(fēng)扇，在能量轉(zhuǎn)化上比傳統(tǒng)交流電機(jī)有什么優(yōu)勢？
答：直流無刷電機(jī)通過電子換相技術(shù)控制磁場，減少了機(jī)械摩擦和能量損耗，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率更高，通常比傳統(tǒng)交流電機(jī)高出 10%-20%，且轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)更精準(zhǔn)，能在不同風(fēng)速下保持較好的能量轉(zhuǎn)化效率。