Calculateur tr/min en RCF pour centrifugeuse

Résultats

La constante 1,118 × 10⁻⁵ s'applique à un rayon exprimé en cm : elle vaut (2π ÷ 60)² ÷ g avec g = 980,665 cm/s², arrondie à quatre chiffres. Les rotors et les tubes ont une vitesse et une force maximales nominales. Vérifiez le manuel du rotor avant de faire tourner la centrifugeuse à un réglage calculé.

Comment utiliser le calculateur tr/min en RCF

1. 1. Choisissez le sens de la conversion. Tr/min vers RCF si vous connaissez la vitesse affichée sur le cadran ; RCF vers tr/min si un protocole vous donne une force en × g.
2. 2. Saisissez le rayon du rotor. Utilisez le rayon maximal, rmax, indiqué dans le manuel ou sur l'étiquette du rotor : la distance entre le centre de rotation et le fond du tube. Choisissez cm, mm ou pouces.
3. 3. Saisissez la vitesse ou la force. Le résultat apparaît aussitôt, avec le calcul.
4. 4. Utilisez le tableau. Il indique la vitesse à régler pour les forces courantes, comme 300, 1 000 ou 16 000 × g, pour votre rotor.

La formule de la RCF

Un tube tournant à une distance r de l'axe subit une accélération centripète de ω²r, où ω est la vitesse angulaire. En divisant cette accélération par l'accélération de la pesanteur, on l'exprime en multiple de g. Avec la vitesse en tr/min et le rayon en centimètres, la forme standard est :

La constante vaut (2π ÷ 60)² ÷ 980,665, où 980,665 cm/s² est l'accélération normale de la pesanteur ; cela donne 1,1183 × 10⁻⁵, arrondi à 1,118 × 10⁻⁵. La même relation avec le rayon en millimètres, forme que Beckman Coulter présente sur sa page sur le champ centrifuge relatif, utilise 1,118 × 10⁻⁶, car un millimètre vaut un dixième de centimètre. Pour les pouces, la constante vaut 2,84 × 10⁻⁵. Le calculateur applique la bonne constante selon l'unité choisie.

Exemples détaillés

• Tr/min vers RCF. Un rotor de microcentrifugeuse avec rmax = 8,5 cm à 14 000 tr/min : 1,118 × 10⁻⁵ × 8,5 × 14 000² = 18 626 × g. Ce sont les valeurs par défaut du calculateur.
• RCF vers tr/min. Un protocole demande 1 000 × g dans le même rotor : tr/min = √(1 000 ÷ (1,118 × 10⁻⁵ × 8,5)) = 3 244 tr/min. La plupart des appareils règlent par dizaines, donc le réglage le plus proche est 3 240 tr/min, qui donne 998 × g.
• Pourquoi le rayon compte. Les mêmes 1 500 tr/min représentent 377 × g dans un rotor à godets oscillants de 15 cm de rayon, et seulement 214 × g à 8,5 cm.

Comme la vitesse est élevée au carré, de petites variations de tr/min comptent : doubler la vitesse quadruple la force, et 10 % de vitesse en plus donnent 21 % de force en plus.

Quel rayon utiliser ?

Un tube en rotation ne subit pas une seule force : la force croît de la surface du liquide jusqu'au fond du tube. La valeur publiée d'un rotor, et le nombre que désigne généralement un protocole, est la force maximale à rmax, c'est-à-dire la distance entre l'axe et le fond de la cavité ou du godet pendant la centrifugation. Les fabricants indiquent rmax dans le manuel d'instructions. Si vous voulez la force au sommet du liquide, saisissez cette distance dans le champ facultatif de surface : le résultat affiche les deux. Certains manuels donnent aussi un rayon moyen, ravg ; utilisez celui que votre protocole ou les usages de votre laboratoire désignent, et précisez-le dans votre méthode.

Indiquez le × g, pas seulement les tr/min

Deux centrifugeuses à la même vitesse en tr/min exercent des forces différentes si leurs rotors diffèrent : une section méthodes qui dit seulement « centrifugé à 10 000 tr/min » ne peut pas être reproduite. Indiquez la force en × g (écrit « × g »), avec le type de rotor, la température et la durée. Si votre protocole est écrit en tr/min, convertissez-le pour le rotor que vous utilisez réellement, et restez dans la vitesse maximale imprimée sur le rotor et dans la force maximale admise par les tubes.

Questions fréquentes

Comment convertir des tr/min en RCF ?

Élevez les tr/min au carré, multipliez par le rayon du rotor en centimètres, puis par 1,118 × 10⁻⁵. Pour 14 000 tr/min à 8,5 cm : 14 000² × 8,5 × 1,118 × 10⁻⁵ ≈ 18 626 × g. Si votre rayon est en millimètres, utilisez 1,118 × 10⁻⁶ à la place.

Comment convertir une RCF en tr/min ?

Divisez la force par 1,118 × 10⁻⁵ multiplié par le rayon en centimètres, puis prenez la racine carrée. Pour 1 000 × g à 8,5 cm : √(1 000 ÷ (1,118 × 10⁻⁵ × 8,5)) ≈ 3 244 tr/min. Arrondissez aux vitesses que votre centrifugeuse permet, et vérifiez la force obtenue à ce réglage.

La RCF est-elle la même chose que la force g ?

Oui. La force centrifuge relative (RCF), le champ centrifuge relatif et la force g décrivent tous l'accélération en multiple de l'accélération normale de la pesanteur, écrite × g. C'est une grandeur sans dimension : 18 626 × g signifie 18 626 fois la force de la pesanteur.

Pourquoi les protocoles donnent-ils des × g plutôt que des tr/min ?

Les tr/min ne décrivent que la vitesse de rotation du rotor. La force exercée sur l'échantillon dépend aussi du rayon ; la même vitesse donne donc des forces différentes selon les rotors. Le × g est la grandeur qui fait culotter les cellules ou précipiter l'ADN, et il se transpose d'un instrument à l'autre.

Quel rayon utiliser pour la RCF ?

En général le rayon maximal, rmax, indiqué dans le manuel du rotor : la distance entre l'axe de rotation et le fond du tube. Cela donne la RCF maximale, celle que les fabricants annoncent. Pour les rotors à angle fixe, le rayon varie le long du tube : précisez toujours celui que vous avez utilisé.

La taille du tube modifie-t-elle la RCF ?

Pas pour un rayon donné, mais le tube modifie l'endroit où se trouve l'échantillon. Un tube plus long ou plus plein place le liquide à un autre rayon, et la force à la surface diffère donc de celle au fond. Le rayon de surface facultatif montre cette plage.