원심분리기 RPM-RCF 계산기
rpm 속도와 로터의 반경을 입력하면 상대 원심력을 × g로 얻고, 프로토콜이 요구하는 힘을 입력하면 설정할 rpm을 얻습니다. 반경은 센티미터, 밀리미터 또는 인치로 입력할 수 있으며, 로터에 대한 일반적인 속도 표가 함께 나옵니다. 브라우저에서 모든 계산이 이루어집니다. 무료이며 회원가입이 필요 없습니다.
로터 설명서의 최대 반경(rmax), 즉 튜브 바닥까지의 거리입니다.
회전축에서 액체 윗면까지의 거리입니다. 범위의 아래쪽 끝을 보여 줍니다.
결과
18,626
튜브 바닥의 RCF (× g)
계산 과정
RCF = 1.118 × 10⁻⁵ × r × rpm² = 1.118 × 10⁻⁵ × 8.5 × 14,000² = 18,626 × g
이 로터의 일반적인 속도
| 목표 (× g) | 속도 (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 |
상수 1.118 × 10⁻⁵는 cm 단위의 반경에 적용됩니다. (2π ÷ 60)² ÷ g이며 g = 980.665 cm/s²이고, 네 자리로 반올림한 값입니다. 로터와 튜브에는 최대 허용 속도와 힘이 있습니다. 계산된 설정으로 돌리기 전에 로터 설명서를 확인하세요.
RPM-RCF 계산기 사용 방법
- 1. 방향을 고르세요. 다이얼의 속도를 알면 RPM에서 RCF로, 프로토콜이 × g로 힘을 주면 RCF에서 RPM으로 계산하세요.
- 2. 로터 반경을 입력하세요. 로터 설명서나 표시에 적힌 최대 반경 rmax를 사용하세요. 회전 중심에서 튜브 바닥까지의 거리입니다. cm, mm 또는 인치를 고르세요.
- 3. 속도나 힘을 입력하세요. 결과가 계산 과정과 함께 즉시 나타납니다.
- 4. 표를 사용하세요. 로터에 맞춰 300, 1,000 또는 16,000 × g 같은 힘을 얻기 위해 설정할 속도를 나열합니다.
RCF 공식
반경 r에서 회전하는 튜브는 ω²r의 구심 가속도를 받으며, ω는 각속도입니다. 이를 중력가속도로 나누면 g의 배수로 표현됩니다. 속도를 rpm, 반경을 센티미터로 쓰면 표준 형식은 다음과 같습니다:
RCF (× g)
RCF = 1.118 × 10⁻⁵ × r (cm) × rpm²
속도
rpm = √(RCF ÷ (1.118 × 10⁻⁵ × r))
상수는 (2π ÷ 60)² ÷ 980.665이며, 980.665 cm/s²은 표준 중력가속도입니다. 이 값은 1.1183 × 10⁻⁵이며 1.118 × 10⁻⁵로 반올림합니다. 반경을 밀리미터로 쓰는 같은 관계는 Beckman Coulter가 상대 원심장 페이지에 싣는 형식이며, 1 mm가 1 cm의 10분의 1이므로 1.118 × 10⁻⁶을 사용합니다. 인치의 경우 상수는 2.84 × 10⁻⁵입니다. 계산기는 선택한 단위에 맞는 상수를 적용합니다.
실제 예시
- RPM에서 RCF로. rmax = 8.5 cm인 마이크로원심분리기 로터를 14,000 rpm으로 돌리면: 1.118 × 10⁻⁵ × 8.5 × 14,000² = 18,626 × g. 계산기의 기본 입력값입니다.
- RCF에서 RPM으로. 같은 로터에서 1,000 × g이 필요한 프로토콜: rpm = √(1,000 ÷ (1.118 × 10⁻⁵ × 8.5)) = 3,244 rpm. 대부분의 기기는 10 단위로 설정되므로 가장 가까운 설정은 3,240 rpm이며, 이는 998 × g을 줍니다.
- 반경이 중요한 이유. 같은 1,500 rpm이 반경 15 cm의 스윙버킷 로터에서는 377 × g이고, 8.5 cm에서는 214 × g에 불과합니다.
속도는 제곱되므로 rpm의 작은 변화도 중요합니다. 속도를 두 배로 하면 힘은 네 배가 되고, 속도를 10% 올리면 힘은 21% 늘어납니다.
어느 반경을 쓸까?
회전하는 튜브는 하나의 힘만 받지 않습니다. 힘은 액체 표면에서 튜브 바닥까지 커집니다. 로터의 공표된 정격값과 프로토콜이 보통 뜻하는 수치는 rmax에서의 최대 힘입니다. 이는 축에서 로터 공동 또는 버킷의 바닥까지의 거리입니다. 제조사는 rmax를 설명서에 적어 둡니다. 액체 윗면의 힘을 원한다면 선택 입력란에 그 거리를 입력하세요. 결과에 두 값이 모두 나타납니다. 일부 설명서는 평균 반경 ravg도 제시하므로, 프로토콜이나 실험실 관례가 지정하는 것을 사용하고 방법 섹션에 밝히세요.
rpm이 아니라 × g를 보고하세요
같은 rpm이라도 로터가 다르면 다른 힘을 가하므로, “10,000 rpm으로 회전”이라고만 쓴 방법 섹션은 재현할 수 없습니다. 힘을 × g(“× g”로 씀)로 보고하고, 로터 종류, 온도, 시간을 함께 적으세요. 프로토콜이 rpm으로 쓰여 있다면 실제 사용하는 로터에 맞춰 변환하고, 로터에 적힌 최대 속도와 튜브의 힘 등급 안에 머무르세요.
자주 묻는 질문
- RPM을 RCF로 어떻게 변환하나요?
- rpm을 제곱하고, 로터 반경(cm)을 곱한 뒤, 1.118 × 10⁻⁵를 곱하세요. 8.5 cm 로터에서 14,000 rpm이면 14,000² × 8.5 × 1.118 × 10⁻⁵ ≈ 18,626 × g입니다. 반경이 밀리미터라면 대신 1.118 × 10⁻⁶을 사용하세요.
- RCF를 RPM으로 어떻게 변환하나요?
- 힘을 1.118 × 10⁻⁵ 곱하기 반경(cm)으로 나눈 뒤 제곱근을 구하세요. 8.5 cm에서 1,000 × g이면 √(1,000 ÷ (1.118 × 10⁻⁵ × 8.5)) ≈ 3,244 rpm입니다. 원심분리기가 허용하는 속도로 반올림하고, 그 설정에서 힘을 다시 확인하세요.
- RCF는 g-force와 같은가요?
- 그렇습니다. 상대 원심력(RCF), 상대 원심장, g-force는 모두 표준 중력가속도의 배수인 × g로 가속도를 나타냅니다. 차원이 없는 값입니다. 18,626 × g는 중력의 18,626배 힘을 뜻합니다.
- 프로토콜은 rpm 대신 × g를 왜 주나요?
- rpm은 로터가 얼마나 빨리 도는지만 말합니다. 샘플에 가해지는 힘은 반경에도 좌우되므로, 같은 rpm이라도 로터가 다르면 힘이 다릅니다. × g가 세포를 펠릿으로 만들거나 DNA를 침전시키는 양이며, 기기 사이에서 옮겨 쓸 수 있습니다.
- RCF에는 어떤 반경을 써야 하나요?
- 보통 로터 설명서의 최대 반경 rmax를 씁니다. 회전 축에서 튜브 바닥까지의 거리입니다. 그렇게 하면 제조사가 제시하는 최대 RCF가 나옵니다. 고정각 로터에서는 튜브 안에서 반경이 달라지므로, 어느 반경을 썼는지 분명히 하세요.
- 튜브 크기가 RCF를 바꾸나요?
- 주어진 반경에서는 아닙니다. 하지만 튜브는 샘플이 있는 위치를 바꿉니다. 더 길거나 더 가득 찬 튜브는 액체를 다른 반경에 두므로, 표면과 바닥의 힘이 다릅니다. 선택 입력한 표면 반경이 그 범위를 보여 줍니다.