風扇產生空氣能量與空氣流動的能力即表現在其性能曲線上，性能曲線是靜壓與流量之間的關系圖，在不同的系統中，由於風阻不同，因此會有不同的流量表現

如上圖，在系統A 與B 中，A 的散熱片鰭片較密，因此風阻較大，系統阻抗曲線亦較大，風扇的實際流量就較低

B 的散熱片鰭片較疏，因此風阻較小，系統阻抗曲線亦較小，風扇的實際流量就較大

因此，當在風阻較大的使用狀況下，應該選用靜壓較大的風扇相反的，在風阻較小的使用狀況下，應該選用流量較大的風扇相同尺寸的軸流扇與離心扇相比，軸流扇的靜壓較小、流量較大；而離心扇靜壓較大、流量較小

而在風扇設計時，必須在靜壓與流量之間選擇一個折衷點，而且提升靜壓的效果要優先於流量，想要同時提高靜壓與流量，一定會導致耗電量與噪音大幅增加

電能→電磁鐵的磁力→推動扇葉旋轉的動能→扇葉旋轉帶動空氣流動，對空氣作功，將扇葉旋轉動能轉為空氣能量。


B.風扇性能曲線測試方式

測試風扇性能曲線所使用的儀器為風洞，風洞是利用能量不滅定律，將空氣流動的動能轉換為風洞內部噴嘴兩側的均勻壓力差，利用補償風扇調整靜壓測試箱的靜壓至欲測試的值，然後就可利用噴嘴兩側的壓力差計算出流過噴嘴的空氣流速，乘上已知的噴嘴面積之後，即可得到在某一靜壓之下的空氣流量，測試多點之後( 包含最大靜壓與最大流量的點)，便能畫出風扇性能曲線

 Q 為流量、P 為壓力、ρ為密度、g 為重力、Z 為高度、V 為速度

能量不滅定律P1/ρ1 + g Z + V1^2/2 = P2/ρ2 + g Z + V2^2/2 空氣能量 = 風扇全壓 = 靜壓 + 動壓，Pt = Ps + 1/2ρV^2 Pt 為全壓, Ps 為靜壓, Pe 為動壓依能量不滅定律，空氣能量= 風扇全壓 + 空氣位能Ps1 + ρg Z1 + 1/2ρV1^2 = Ps2 + ρg Z2 + 1/2ρV2^2 ( Ps1 – Ps2 ) = △P = 1/2ρ( V1^2 – V2^2 ) + ρg ( Z1 – Z2 ) 設高度相同, 故Z1 = Z2 , 所以ρg ( Z1 – Z2 ) = 0 又V1A1 = V2A2, 所以V2 = V1 (A1/A2)

△P = 1/2ρ( V1^2 – V2^2 ) = 1/2ρV1^2( 1 – A1^2/A2^2 ) 所以V1 = √(( 2/△P)/ (ρ( 1 – A1^2/A2^2 )))

Q = V1A1 = A1 √(( 2/△P)/ (ρ( 1 – A1^2/A2^2 ))) = √(( 2/△P)/ (ρ( 1/A1^2 – 1/A2^2 ))) 簡化公式為 Q = 4.03√△P x A 

C. 無刷直流風扇的馬達原理
 

無刷直流風扇的馬達是利用非接触式的位置檢出器(一般是Hall IC)，來進行繞線線圈的開關或轉向，以讓轉子持續受力轉動

 T= 馬達轉矩，F= 馬達徑向力，I = 電流，Z= 繞線圈數，D= 馬達直徑，
L= 磁體長度，P= 磁極對數，Bg= 每極的磁間隙的磁通密度

依弗萊明左手定則
T = F x D/2 〜 ( Z x I x Bg x D x L ) / 2 ~ ( Z x P x I x Bg ) / 2πa

其意義為

馬達直徑越大，則轉矩越大

矽鋼片厚度越厚，极數越多，則轉矩越大

繞線圈數與矽鋼片片數越多，則轉矩越大

磁條磁力越強、面積越大、厚度越厚，磁間隙越小，則轉矩越大

通過線圈的電流越大，則轉矩越大

其中馬達直徑受制於軸徑比 ( 扇葉與馬達直徑的比值，一般為2/5~3/5 )

矽鋼片厚度與片數受制於机构高度與制程 ( 矽鋼片厚度一般為0.5 與0.35mm ) 磁條磁力受制於成本 ( 橡膠磁鐵磁力弱而成本低，MQ 磁鐵則磁力強而成本高 ) 磁條尺寸受制於馬達尺寸與重量 ( 重量過重會降低轉速並提高啟動電壓 )

磁間隙受制於磁條尺寸與制程 ( 磁間隙過小容易與矽鋼片產生干涉 )

通過線圈的電流受制於溫升與規格 ( 大電流會造成線圈溫度過高，一般希望電流越小越好 )

繞線圈數受制於空間與電流 ( 線圈過大容易產生干涉，線圈過多會降低電流 )

因此在風扇設計時，應選用適當的軸徑比，盡量運用所有的机构空間，提高矽鋼片厚度與片數，並盡可能縮小磁間隙，盡量提高磁條的體積效率

在制程方面，磁條充磁應盡量達到飽和與均勻，並需運用所有的繞線空間，選用適當的線徑，用最大的繞線圈數配合適當小的電流值，以達到最佳化的條件