Fãs de PC - tudo o que você precisa saber

Se você está aqui, é porque você não subestima a importância dos fãs no seu PC. Alguns elementos que só lembramos quando começam a falhar e a fazer barulho. Mas nada além da realidade, a qualidade e o desempenho dos ventiladores podem depender do bom funcionamento do nosso PC , e é exatamente isso que tentaremos esclarecer aqui.

Veremos e explicaremos praticamente tudo o que há para saber sobre um fã para sempre ter sucesso em nossa compra. O uso disso é muito claro, são elementos que, graças à rotação de uma hélice e suas altas revoluções, geram uma corrente de ar forçada que afeta diretamente uma superfície de metal quente. Devido a uma diferença de temperatura entre o ar e o elemento, parte do calor será transferida para o fluxo, diminuindo a temperatura do dissipador de calor e, consequentemente, a CPU, RAM, placa gráfica ou onde o colocamos.

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Qual a importância dos fãs em um PC

Bem, o bom resfriamento dos componentes dependerá em parte deles. Escusado será dizer que os componentes eletrônicos funcionam em altas frequências e com fortes intensidades de corrente. Isso, junto com uma superfície mínima, faz com que as temperaturas aumentem, exigindo assim dissipadores de calor. Por sua vez, esses dissipadores de calor são capazes de absorver todo o calor gerado pelo chip e distribuí-lo em uma quantidade inumerável de aletas de cobre ou alumínio. Para que servem tantas barbatanas? Bem, para que um fluxo de ar forçado entre eles e leve todo o calor possível ao meio ambiente.

Se não houver ventiladores, o calor ainda estará no dissipador de calor e só entrará no ar calmo ao redor dele em muito menos quantidade devido à convecção natural. Dessa maneira, o chip continua a acumular temperatura, e o sistema para protegê-lo reduz drasticamente a tensão, que chamamos de Regulagem Térmica, para controlar o calor gerado. Portanto, o resultado é um computador mais lento e mais quente, com menos expectativa de vida. Convencido da importância dos fãs?

O efeito Joule Thomson

Certamente você colocou um ventilador na frente do seu rosto uma vez e notará que o ar que sai dele é um pouco mais frio do que o ambiente. De fato, quanto maior a velocidade, mais frio nos parecerá. Isto é devido ao efeito Joule-Thomson.

Esse fenômeno físico explica o processo em que a temperatura do ar diminui ou aumenta devido à sua expansão ou compressão espontânea em entalpia constante. Entalpia é basicamente a energia que o sistema (ar) troca com o resto do ambiente. Se o ar comprime, aumenta a temperatura, enquanto se expande, diminui. Isso pode ser provado com muita facilidade: abra a boca e sopre ar na mão, você verá que está quente (cerca de 36, 5⁰C se você não tiver febre). Agora faça o mesmo com a boca quase fechada; você verá que o ar sai muito mais frio, ainda mais que o ar ambiente. Parabéns! O efeito Joule Thomson está com você.

Em um fã, temos dois fenômenos; quando passa pelas hélices, o ar comprime e aumenta levemente sua temperatura, enquanto expelido diminui. Quanto mais fluxo de ar tiver, maior será a capacidade de refrigeração, pois mais energia será trocada com o meio ambiente (o dissipador de calor).

Diâmetros e tipos

Diâmetros

Um fator muito importante na escolha de um ventilador será seu diâmetro e sua configuração ou tipo de operação.

São dois fatores muito fáceis de entender. O primeiro refere-se ao tamanho do ventilador, quanto maior o diâmetro, maiores serão as pás e, consequentemente, maior o fluxo de ar que gera. Não vamos abordar aspectos técnicos como tipo de fluxo, laminar ou turbulento, mas sabemos que um ventilador grande e lento esfria muito melhor do que um pequeno e mais rápido.

Neste ponto, o que realmente nos interessa aos usuários é que o ventilador que compramos entra no nosso chassi ou no dissipador de calor, o que precisamos fazer é simplesmente ir às especificações do chassi e ver os diâmetros dos ventiladores. que admite. Eles podem ter basicamente três tamanhos: 120 mm, 140 mm e 200 mm. São as medidas padrão e as usadas atualmente, exceto para configurações personalizadas. Por favor, não use ventoinhas de 80mm, elas são muito antigas, básicas e só fazem barulho.

Quanto aos tipos de fãs, temos o seguinte:

• Centrífugas ou turbinas: esses ventiladores são os usados ​​nos dissipadores de calor do tipo ventilador. As aletas que coletam o ar são posicionadas totalmente na vertical em relação ao eixo de rotação, de modo que o fluxo de ar é gerado em uma direção de 90 ^o em relação à entrada (entra horizontalmente e sai pela frente). Em geral, são ventiladores mais silenciosos e mais eficientes, mas na eletrônica essa não é a configuração mais recomendada, pois o ar sai com menos velocidade e pressão mais baixa e, portanto, coleta pouco calor.

Ventilador da turbina

• Axial: são os ventiladores de toda a vida, suas pás colocadas em ângulo deixam o rotor diretamente para gerar um fluxo perpendicular a eles e sem alterar a trajetória. Eles são mais barulhentos e exigem mais energia, mas a pressão e o fluxo do ar são mais altos, portanto, são mais eficazes em dissipadores de calor com aletas.

Ventilador axial

• Helicoidal: é uma variante dos ventiladores axiais em que as pás, em vez de retas, são curvadas sobre si mesmas. Esses ventiladores geram um grande fluxo de ar a baixa pressão, tornando-os mais silenciosos. Eles são ideais para a entrada e saída de ar do chassi.

Ventilador helicoidal

Desempenho e características do ventilador

Agora, vamos dar uma olhada nas principais características dos ventiladores de PC, pois eles serão importantes para sua durabilidade e desempenho.

Design e número da lâmina

Já vimos como os ventiladores axiais e helicoidais são muito semelhantes, e é apenas uma questão de diferenciar o design de suas pás. Eles são responsáveis ​​por fazer o ar se mover na direção indicada e, dessa maneira, há uma aceleração do ar que se traduz em ruído, que os fabricantes tentam eliminar a todo custo.

A maioria deles possui ventiladores de lâmina personalizados em seu arsenal, incluindo costelas por dentro ou spoilers na parte traseira para evitar que a turbulência do ar se traduza em ruído. O número deles também será importante, pois quanto mais tivermos, mais ar eles poderão circular em rotações mais baixas, para que você sempre precise encontrar um equilíbrio entre elas.

Rolamentos

Rolamentos ou rolamentos são o mecanismo responsável por permitir o movimento de um ventilador através do motor. Nestes ventiladores muito pequenos, o eixo de rotação e as bobinas ou estatores elétricos são normalmente separados, normalmente os últimos são fixos. Isso é exatamente o oposto de um motor normal, por exemplo, quem usa brinquedos. Com esta fórmula, o que é alcançado é que o eixo apresenta menos inércia quando as bobinas são fixadas e podemos colocar fluido dentro dele para eliminar o som e maximizar a durabilidade.

Estes são os rolamentos mais usados ​​nos ventiladores de PC:

• Manga ou mancal liso: O eixo do ventilador tem um mancal liso com lubrificação e lubrificação para facilitar a rotação. As bobinas formam um anel externo de 4 ou 6, dependendo do fabricante. Eles são bastante silenciosos, fáceis de fabricar e duram muito bem por cerca de 25.000 a 3.000 horas antes do desgaste da lubrificação, o ponto mais fraco. Bolas lubrificadas são colocadas para melhorar e eliminar esse desgaste no rolamento anterior, a fim de garantir o contato com o cilindro de giro. Eles oferecem maior durabilidade e suportam temperaturas mais altas, mas são um pouco mais ruidosos devido ao atrito das esferas, que após um golpe podem se mover e falhar. Mancal de fluido dinâmico: Finalmente, temos o mais complexo de todos, aquele que utiliza uma pré-câmara de óleo pressurizada em torno do mancal para maximizar a durabilidade e a lubrificação. Eles também são muito silenciosos e oferecem uma vida média de 150.000 horas. Estes são amplamente utilizados pelo Noctua.

RPM

Essas são as rotações por minuto em que um ventilador gira. Cada revolução é uma volta completa, portanto, quanto mais voltas houver em um minuto, mais rápido será e mais fluxo de ar será gerado.

Tipo de conexão elétrica

A maneira de conectar o ventilador ao nosso PC também é muito importante. Talvez você tenha notado que os ventiladores nem sempre trazem o mesmo conector de alimentação, alguns o fazem através de um conector de 3 pinos, outros com um conector de 4 pinos e até os mais básicos têm um conector de dois pinos ao lado de um MOLEX.

• Conexão Molex ou LP4: é o mais básico, dois condutores, positivo e negativo, serão conectados à parte correspondente do cabeçalho da placa-mãe ou diretamente a um cabeçalho MOLEX da PSU. Eles recebem um sinal elétrico constante, 5V ou 12V, para que eles sempre rodem em suas RPM máximas. Conexão DC: isso é muito comum para ventiladores de médio alcance que são integrados ao chassi ou conectados aos microcontroladores básicos. Desta vez, temos três pinos em vez de dois, adicionando um controle de velocidade de rotação dependendo da porcentagem de tensão que entra no motor. O controle é feito analogicamente e permite a interação do usuário se o controlador for compatível. Conexão PWM: finalmente, temos o mais completo de todos, usando 4 pinos, é possível controlar a rotação do motor por meio da modulação por largura de pulso (PWM). A voltagem é gerada por um sinal digital formado por pulsos, quanto maior a densidade de pulsos, maior a voltagem média de saída e mais rápido ele irá girar. Este sistema é muito útil para controlar o CFM do ventilador com base na energia consumida.

Fluxo de ar e pressão estática Qual é o melhor?

Depois de analisar os recursos e a construção básicos, é hora de analisar as diferentes medidas de desempenho dos ventiladores. Aqueles que mais aparecem sem dúvida são o fluxo de ar e sua pressão estática.

Fluxo de ar ou fluxo é a quantidade de ar que circula através do ventilador. Na mecânica dos fluidos, é medido na forma de fluxo (Q), sendo proporcional à seção do duto (S) e à velocidade do ar (V), Q = S * V. Existe outra medida amplamente usada para esse tipo de ventilador digital, o CFM ou Cubit Feet por minuto ou pés cúbicos por minuto, uma medida britânica. Nesse caso, o fluxo de ar através de uma seção por unidade de tempo é medido.

Para quem deseja passá-lo para unidades do sistema internacional, esta é a equivalência:

A pressão estática, por outro lado, é a força que o ar é capaz de exercer sobre um objeto, digamos que é a força na qual o ar sai do ventilador. Quanto maior a pressão estática, mais difícil será interromper o fluxo de ar. É medido em mmH2O ou milímetro de água.

Agora vem o importante para o usuário, queremos mais fluxo ou mais pressão? Bem, isso depende, mas é melhor ter os dois. No mercado, existem ventiladores específicos para cada tipo de medição, aqueles com mais lâminas (9 ou mais) possuem CFM mais alto, enquanto aqueles com menos lâminas, mas maiores (8 ou menos) são especializados em mmH2O. Quando em uma marca, por exemplo, a Corsair, você vê as séries SP ou AF, isso significa que elas são "Pressão estática" ou "Fluxo de ar".

Os ventiladores AF são mais orientados para o uso no chassi para entrada e saída de ar, pois um fluxo maior nos permite renovar mais ar dentro da cabine. Por outro lado, os fãs de SP os recomendam para dissipadores de calor e radiadores, para poder remover mais calor da superfície. A prática diz que, quanto mais altos os dois parâmetros, melhor será o ventilador; portanto, com CFM igual, leve o ventilador com o mmH2O mais alto e, se o mmH2O variar apenas uma unidade, leve o com o fluxo mais alto. Por exemplo:

Corsair SP120 RGB	Corsair AF120 LED
1, 45 mmH2O 52 CFM € 17, 9	0, 75 mmH2o 52, 19 CFM € 22, 90
Pior opção	Melhor escolha

Barulho

O ruído gerado por um ventilador depende em parte dos parâmetros acima e também do tipo de rolamento interno que possui. Quanto mais RPM, mais ruído, porque mais ar circula. Os ventiladores com óleo são os mais silenciosos.

O ruído gerado é medido em decibéis (dB), embora normalmente o vejamos com um A na frente (dBA). Isso significa que o valor foi ponderado para se adequar à capacidade auditiva humana. O dB cobre todas as frequências sonoras disponíveis, enquanto o dBA se ajusta à faixa de 20 a 20.000 Hz que o ser humano ouve.

Ventiladores com iluminação RGB

Já uma parte fundamental dos fãs é a inclusão de sistemas de iluminação RGB. É claro que ter RGB aumenta drasticamente todo o desempenho do ventilador (brincadeira). De qualquer forma, não podemos negar que somos todos atingidos pelo RGB e queremos que nosso chassi seja o melhor de todos.

No cenário atual, quase todos os fabricantes têm suas próprias tecnologias de iluminação, com LEDs capazes de fornecer 16, 7 milhões de cores. O mais importante é ter um sistema que nos permita personalizá-lo através de software; portanto, devemos garantir que eles sejam ARGB (RGB endereçável) com cabeçalhos de 4 pinos.

Como obter o melhor fluxo de ar em um chassi

Por fim, estudaremos rapidamente e daremos algumas dicas sobre como obter o melhor fluxo de ar em um chassi. Muitas vezes, não se trata da quantidade de fãs, mas de sua qualidade ou de quão bem eles são colocados. Essencialmente, podemos gerar três tipos de fluxos de ar em um chassi; fluxo horizontal, fluxo vertical e fluxo misto. Lembre-se sempre de que o ar quente pesa menos que o frio, por isso sempre tenderá a subir.

Fluxo vertical

Criamos isso retirando o ar da base do chassi e retirando-o de cima. Esse seria o fluxo mais ótimo de todos, pois facilitamos a circulação de ar ao máximo. O problema é que poucos chassis estão abertos embaixo, porque eles carregam as tampas da PSU que o isolam do compartimento central. O importante é saber que os ventiladores superiores sempre precisam respirar e os ventiladores inferiores precisam trazê-lo para dentro.

Fluxo horizontal

Por outro lado, temos as torres que estão fechadas abaixo e acima. Nesse caso, há um painel de ventiladores na frente que será aberto ou semi-aberto. Devemos sempre colocá-los para colocar ar, enquanto no fundo teremos outro ventilador que retira todo esse ar.

Idealmente, ventiladores com um CFM grande serão usados para que o ar quente não fique preso na parte superior, principalmente na parte traseira.

Fluxo misto

Esses chassis são de longe os mais comuns hoje em dia. Eles têm a área inferior fechada com a tampa da fonte de alimentação, mas a parte frontal e a parte superior estão abertas, assim como a parte traseira.

Novamente, o ideal será colocar ventiladores que colocam ar na frente e deixar as costas e a parte superior para expelir o ar quente. É um fluxo horizontal, mas auxiliado por uma peça super muito aberta e ideal para radiadores de refrigeração líquida.

Conclusão e guia com os melhores fãs para PC

Se você pensou que comprar um fã não tinha muitos segredos, aqui mostramos que ele também tem sua migalha. Não devemos subestimar sua importância em um PC, especialmente se tivermos hardware muito poderoso ou tivermos um chassi de baixa qualidade. Altas temperaturas podem causar estragos em nossos componentes. Agora deixamos você com nosso guia.

Quantos fãs você usa no seu chassi e qual o tamanho deles? Você já parou para pensar por que existem tantos modelos de fãs no mercado?