كيف تحوّل RPM إلى RCF؟

ارفع السرعة بوحدة rpm إلى القوة الثانية، ثم اضربها في نصف قطر الدوّار بالسنتيمتر، ثم اضرب الناتج في 1.118 × 10⁻⁵. فعند 14,000 rpm ونصف قطر 8.5 سم: 14,000² × 8.5 × 1.118 × 10⁻⁵ ≈ 18,626 × g. وإن كان نصف قطرك بالمليمتر فاستخدم 1.118 × 10⁻⁶ بدلًا من ذلك.

كيف تحوّل RCF إلى RPM؟

اقسم القوة على 1.118 × 10⁻⁵ مضروبًا في نصف القطر بالسنتيمتر، ثم خذ الجذر التربيعي. فعند 1,000 × g ونصف قطر 8.5 سم: √(1,000 ÷ (1.118 × 10⁻⁵ × 8.5)) ≈ 3,244 rpm. قرّب الرقم إلى السرعات التي يسمح بها جهازك، وتحقّق من القوة عند ذلك الإعداد.

هل RCF هي نفسها قوة الجاذبية (g-force)؟

نعم. فالقوة الطاردة المركزية النسبية (RCF) والمجال الطارد المركزي النسبي وقوة الجاذبية (g-force) كلها تصف التسارع بوصفه مضاعفًا للجاذبية المعيارية للأرض، ويُكتب × g. وهي كمية بلا وحدة: فـ 18,626 × g تعني أن القوة 18,626 مرة قوة الجاذبية.

لماذا تعطي البروتوكولات × g بدلًا من rpm؟

الـ rpm تصف مدى سرعة دوران الدوّار فقط. أما القوة على العيّنة فتعتمد أيضًا على نصف القطر، فالسرعة نفسها بالـ rpm تعطي قوى مختلفة في دوّارات مختلفة. و× g هي الكمية التي تكوّن كرية الخلايا أو تُرسّب الحمض النووي، وتنتقل بين الأجهزة.

أي نصف قطر أستخدم لـ RCF؟

عادةً أقصى نصف قطر، rmax، من دليل الدوّار — وهو المسافة من محور الدوران إلى قاع الأنبوب. وهذا يعطي أقصى RCF، وهو الرقم الذي يذكره المصنّعون. أما في الدوّارات ذات الزاوية الثابتة فيتغيّر نصف القطر على طول الأنبوب، فكن واضحًا بشأن أيّهما استخدمت.

هل يغيّر حجم الأنبوب قيمة RCF؟

ليس لنصف قطر معيّن، لكن الأنبوب يغيّر المكان الذي توجد فيه العيّنة. فالأنبوب الأطول أو الأكثر امتلاءً يضع السائل على نصف قطر مختلف، فتختلف القوة عند السطح وعند القاع. ويُظهر نصف قطر السطح الاختياري هذا المدى.

حاسبة تحويل RPM إلى RCF للطرد المركزي

أدخل سرعة بوحدة rpm ونصف قطر دوّارك لتحصل على القوة الطاردة المركزية النسبية بوحدة × g، أو أدخل القوة التي يطلبها البروتوكول لتحصل على سرعة rpm التي تضبطها. ويمكن أن يكون نصف القطر بالسنتيمتر أو المليمتر أو البوصة، ويُضمَّن جدول بالسرعات الشائعة لدوّارك. تعمل بالكامل في متصفحك. مجانية، ودون تسجيل.

تحويل

RPM إلى RCF (× g)RCF (× g) إلى RPM

السرعة (rpm)

نصف قطر الدوّار

أقصى نصف قطر (rmax) من دليل الدوّار، حتى قاع الأنبوب.

وحدة نصف القطر

نصف القطر عند سطح السائل (اختياري)

المسافة من المحور إلى أعلى السائل؛ تُظهر الطرف الأدنى للمدى.

النتائج

18,626

RCF عند قاع الأنبوب (× g)

الحساب

RCF = 1.118 × 10⁻⁵ × r × rpm² = 1.118 × 10⁻⁵ × 8.5 × 14,000² = 18,626 × g

السرعات الشائعة لهذا الدوّار

الهدف (× g)	السرعة (rpm)
300	1,777
500	2,294
1,000	3,244
3,000	5,619
5,000	7,254
10,000	10,258
12,000	11,237
16,000	12,976

الثابت 1.118 × 10⁻⁵ يُطبَّق على نصف قطر بوحدة سم: وهو (2π ÷ 60)² ÷ g، حيث g = 980.665 سم/ث²، مُقرَّبًا إلى أربعة أرقام. للدوّارات والأنابيب حدّ أقصى مُصنَّف للسرعة والقوة. راجع دليل الدوّار قبل التشغيل على إعداد محسوب.

كيفية استخدام حاسبة RPM إلى RCF

1. اختر الاتجاه. RPM إلى RCF إن كنت تعرف السرعة على القرص، وRCF إلى RPM إن أعطاك البروتوكول قوة بوحدة × g.
2. أدخل نصف قطر الدوّار. استخدم أقصى نصف قطر، rmax، من دليل الدوّار أو ملصقه: وهو المسافة من مركز الدوران إلى قاع الأنبوب. واختر السنتيمتر أو المليمتر أو البوصة.
3. أدخل السرعة أو القوة. تظهر النتيجة فورًا مع الحساب.
4. استخدم الجدول. يسرد السرعة التي تضبطها لقوى شائعة، مثل 300 أو 1,000 أو 16,000 × g، لدوّارك.

صيغة RCF

أنبوب يدور على مسافة r من المحور يشعر بتسارع مركزي قدره ω²r، حيث ω هي السرعة الزاوية. وبقسمة ذلك على تسارع الجاذبية الأرضية نعبّر عنه بوصفه مضاعفًا لـ g. وبالسرعة بوحدة rpm ونصف القطر بالسنتيمتر، تكون الصيغة القياسية:

RCF (× g)

RCF = 1.118 × 10⁻⁵ × r (cm) × rpm²

السرعة

rpm = √(RCF ÷ (1.118 × 10⁻⁵ × r))

الثابت هو (2π ÷ 60)² ÷ 980.665، حيث 980.665 سم/ث² هي الجاذبية المعيارية، ويساوي 1.1183 × 10⁻⁵ ويُقرَّب إلى 1.118 × 10⁻⁵. والعلاقة نفسها حين يكون نصف القطر بالمليمتر — وهي الصيغة التي تطبعها Beckman Coulter في صفحة القوة الطاردة المركزية النسبية — تستخدم 1.118 × 10⁻⁶ لأن المليمتر عُشر السنتيمتر. وبالنسبة إلى البوصة يكون الثابت 2.84 × 10⁻⁵. وتطبّق الحاسبة الثابت الصحيح للوحدة التي تختارها.

أمثلة تطبيقية

RPM إلى RCF. دوّار لجهاز طرد صغير بـ rmax = 8.5 سم عند 14,000 rpm: 1.118 × 10⁻⁵ × 8.5 × 14,000² = 18,626 × g. وهذه المدخلات الافتراضية للحاسبة.
RCF إلى RPM. يطلب بروتوكول 1,000 × g في الدوّار نفسه: rpm = √(1,000 ÷ (1.118 × 10⁻⁵ × 8.5)) = 3,244 rpm. وأغلب الأجهزة تضبط السرعة بخطوات من عشرات، لذا فأقرب إعداد هو 3,240 rpm، وهو يعطي 998 × g.
لماذا يهم نصف القطر. السرعة نفسها 1,500 rpm تعطي 377 × g في دوّار ذي دلاء متأرجحة نصف قطره 15 سم، و214 × g فقط عند 8.5 سم.

ولأن السرعة مربّعة، فإن التغيّرات الصغيرة في rpm مهمة: مضاعفة السرعة تُضاعف القوة أربع مرات، وزيادة السرعة بنسبة 10% تعطي قوة أكبر بنسبة 21%.

أي نصف قطر أستخدم؟

الأنبوب الدوّار لا يشعر بقوة واحدة، إذ تزداد القوة من سطح السائل إلى قاع الأنبوب. والتصنيف المنشور للدوّار، والرقم الذي يقصده البروتوكول عادةً، هو القوة القصوى عند rmax، أي المسافة من المحور إلى قاع تجويف الدوّار أو الدلو أثناء الطرد المركزي. ويذكر المصنّعون rmax في دليل التعليمات. وإن أردت القوة عند أعلى السائل، فأدخل هذه المسافة في حقل سطح السائل الاختياري؛ وتعرض النتيجة الاثنين معًا. وتذكر بعض الأدلة أيضًا نصف قطر متوسطًا، ravg؛ فاستخدم الرقم الذي يسمّيه بروتوكولك أو عُرف مختبرك، واذكر أيّهما في طريقتك.

أبلغ عن × g، لا عن rpm وحدها

جهازان بالسرعة نفسها بالـ rpm يمارسان قوتين مختلفتين إن اختلف دوّاراهما، لذلك لا يمكن إعادة إنتاج قسم الطرق الذي يقول فقط "spun at 10,000 rpm". أبلغ عن القوة بوحدة × g (مكتوبة "× g")، مع نوع الدوّار ودرجة الحرارة والزمن. وإن كان بروتوكولك مكتوبًا بوحدة rpm، فحوّله للدوّار الذي تستخدمه فعلًا، وابقَ ضمن السرعة القصوى المطبوعة على الدوّار وتصنيف القوة للأنابيب.

الأسئلة الشائعة

كيف تحوّل RPM إلى RCF؟: ارفع السرعة بوحدة rpm إلى القوة الثانية، ثم اضربها في نصف قطر الدوّار بالسنتيمتر، ثم اضرب الناتج في 1.118 × 10⁻⁵. فعند 14,000 rpm ونصف قطر 8.5 سم: 14,000² × 8.5 × 1.118 × 10⁻⁵ ≈ 18,626 × g. وإن كان نصف قطرك بالمليمتر فاستخدم 1.118 × 10⁻⁶ بدلًا من ذلك.
كيف تحوّل RCF إلى RPM؟: اقسم القوة على 1.118 × 10⁻⁵ مضروبًا في نصف القطر بالسنتيمتر، ثم خذ الجذر التربيعي. فعند 1,000 × g ونصف قطر 8.5 سم: √(1,000 ÷ (1.118 × 10⁻⁵ × 8.5)) ≈ 3,244 rpm. قرّب الرقم إلى السرعات التي يسمح بها جهازك، وتحقّق من القوة عند ذلك الإعداد.
هل RCF هي نفسها قوة الجاذبية (g-force)؟: نعم. فالقوة الطاردة المركزية النسبية (RCF) والمجال الطارد المركزي النسبي وقوة الجاذبية (g-force) كلها تصف التسارع بوصفه مضاعفًا للجاذبية المعيارية للأرض، ويُكتب × g. وهي كمية بلا وحدة: فـ 18,626 × g تعني أن القوة 18,626 مرة قوة الجاذبية.
لماذا تعطي البروتوكولات × g بدلًا من rpm؟: الـ rpm تصف مدى سرعة دوران الدوّار فقط. أما القوة على العيّنة فتعتمد أيضًا على نصف القطر، فالسرعة نفسها بالـ rpm تعطي قوى مختلفة في دوّارات مختلفة. و× g هي الكمية التي تكوّن كرية الخلايا أو تُرسّب الحمض النووي، وتنتقل بين الأجهزة.
أي نصف قطر أستخدم لـ RCF؟: عادةً أقصى نصف قطر، rmax، من دليل الدوّار — وهو المسافة من محور الدوران إلى قاع الأنبوب. وهذا يعطي أقصى RCF، وهو الرقم الذي يذكره المصنّعون. أما في الدوّارات ذات الزاوية الثابتة فيتغيّر نصف القطر على طول الأنبوب، فكن واضحًا بشأن أيّهما استخدمت.
هل يغيّر حجم الأنبوب قيمة RCF؟: ليس لنصف قطر معيّن، لكن الأنبوب يغيّر المكان الذي توجد فيه العيّنة. فالأنبوب الأطول أو الأكثر امتلاءً يضع السائل على نصف قطر مختلف، فتختلف القوة عند السطح وعند القاع. ويُظهر نصف قطر السطح الاختياري هذا المدى.