¿Un ventilador que gira con una velocidad angular uniforme consume energía eléctrica?

Question

El trabajo realizado sobre un cuerpo en rotación es igual a la variación de su energía cinética. Cuando un ventilador eléctrico gira con una velocidad angular constante, su energía cinética no cambia. ¿Significa esto que no consume energía eléctrica?

Answer 1

Definitivamente, consume energía eléctrica. ¿Por qué? Porque hay una fuerza de oposición a la que se enfrenta mientras gira, y esta fuerza suele conocerse como arrastre del aire/resistencia del aire. Puedes ver el efecto de la resistencia del aire cuando apagas el ventilador. El ventilador se desacelera desde su velocidad angular original hasta que se detiene por completo. Esta desaceleración se debe al movimiento contrario a la resistencia del aire. Y así, mientras gira, el ventilador pierde continuamente su energía cinética (debido a la resistencia del aire) y esta energía perdida se convierte principalmente en energía térmica Así no se necesita electricidad para cambiar la energía cinética, sino que se necesita energía eléctrica para compensar la energía que se pierde por el arrastre del aire que actúa sobre el ventilador .

También el arrastre de aire es el más común, más general y fácil de entender entre todas las pérdidas que experimenta un ventilador. Sin embargo, hay muchos otros factores que también aumentan la pérdida de energía en un ventilador. Aquí hay un diagrama de flujo/Sankey muy bonito que lo muestra:

_Fuente (PDF)_

Answer 2

Al girar a velocidad constante, el disco del ventilador realiza continuamente un trabajo sobre el aire aspirado a través de él, impartiéndole un impulso. Para realizar ese trabajo se requiere un aporte constante de energía del motor, por lo que éste absorbe continuamente energía eléctrica mientras el ventilador está en funcionamiento.

Parte de ese trabajo se desperdicia en superar la resistencia, pero la mayor parte se consume en acelerar el aire.

Answer 3

Como se ha dicho en las otras respuestas, es cierto que un ventilador que gira con una velocidad angular uniforme consume energía eléctrica debido a la presencia de disipación de energía. Pero no sólo se debe a la energía transferida a las moléculas de aire (como otros afirman como "arrastre del aire"), sino también a otros factores como - la fricción en el rodamiento, Calentamiento por joules y amortiguación electromagnética en la bobina del motor. La amortiguación electromagnética también tiene algunas aplicaciones útiles (véase Freno de corrientes de Foucault ).

Hay que tener en cuenta que cuando apagamos el ventilador, la amortiguación electromagnética sólo está presente cuando el motor de CA tiene un imán permanente. Si el campo magnético para la rotación del eje es producido por bucles de hilos en lugar de un imán permanente, también sería nulo. En este caso, el ventilador se detiene únicamente por la fricción y la pérdida de energía en las moléculas de aire.

Answer 4

En efecto, un ventilador que gira no consume energía para mantener la misma velocidad angular... en el vacío. Pero si un medio está prefijado (por ejemplo, el aire, el agua...), su energía cinética aumenta (¡ese es el ámbito de un ventilador!)

Answer 5

¿Necesita un coche combustible para circular por una autopista?

Ya sabes lo que pasa cuando sueltas el gas: fricción, sobre todo del aire. Esta es exactamente la misma situación. No hay diferencia si el momento es lineal o angular.