Kalkulator RPM na RCF dla wirówki
Wpisz prędkość w obr./min i promień rotora, aby otrzymać względną siłę odśrodkową w × g, albo wpisz siłę, o którą prosi protokół, i otrzymaj obroty do ustawienia. Promień może być w centymetrach, milimetrach lub calach, a dołączona jest tabela typowych prędkości dla Twojego rotora. Działa w całości w przeglądarce. Za darmo, bez rejestracji.
Maksymalny promień (rmax) z instrukcji rotora, do dna probówki.
Odległość od osi do góry cieczy; pokazuje dolną granicę zakresu.
Wyniki
18 626
RCF na dnie probówki (× g)
Obliczenia
RCF = 1,118 × 10⁻⁵ × r × obr./min² = 1,118 × 10⁻⁵ × 8,5 × 14 000² = 18 626 × g
Typowe prędkości dla tego rotora
| Cel (× g) | Prędkość (obr./min) |
|---|---|
| 300 | 1777 |
| 500 | 2294 |
| 1000 | 3244 |
| 3000 | 5619 |
| 5000 | 7254 |
| 10 000 | 10 258 |
| 12 000 | 11 237 |
| 16 000 | 12 976 |
Stała 1,118 × 10⁻⁵ dotyczy promienia w cm: to (2π ÷ 60)² ÷ g przy g = 980,665 cm/s², zaokrąglone do czterech cyfr. Rotory i probówki mają maksymalną dopuszczalną prędkość i siłę. Przed uruchomieniem przy obliczonym ustawieniu sprawdź instrukcję rotora.
Jak korzystać z kalkulatora RPM na RCF
- 1. Wybierz kierunek. RPM na RCF, jeśli znasz prędkość z tarczy; RCF na RPM, jeśli protokół podaje siłę w × g.
- 2. Wpisz promień rotora. Użyj maksymalnego promienia, rmax, z instrukcji lub etykiety rotora: odległości od środka obrotu do dna probówki. Wybierz cm, mm lub cale.
- 3. Wpisz prędkość lub siłę. Wynik pojawia się od razu wraz z obliczeniami.
- 4. Skorzystaj z tabeli. Pokazuje prędkość do ustawienia dla typowych sił, na przykład 300, 1 000 lub 16 000 × g, dla Twojego rotora.
Wzór na RCF
Probówka obracająca się na promieniu r od osi odczuwa przyspieszenie dośrodkowe ω²r, gdzie ω to prędkość kątowa. Podzielenie przez przyspieszenie ziemskie wyraża je jako wielokrotność g. Przy prędkości w obr./min i promieniu w centymetrach standardowa postać wygląda tak:
RCF (× g)
RCF = 1,118 × 10⁻⁵ × r (cm) × obr./min²
Prędkość
obr./min = √(RCF ÷ (1,118 × 10⁻⁵ × r))
Stała to (2π ÷ 60)² ÷ 980,665, gdzie 980,665 cm/s² to standardowe przyspieszenie ziemskie. Daje to 1,1183 × 10⁻⁵, zaokrąglone do 1,118 × 10⁻⁵. Ta sama zależność dla promienia w milimetrach — postać, którą Beckman Coulter podaje na stronie o względnym polu odśrodkowym — używa 1,118 × 10⁻⁶, bo milimetr to jedna dziesiąta centymetra. Dla cali stała wynosi 2,84 × 10⁻⁵. Kalkulator stosuje właściwą stałą dla wybranej jednostki.
Przykłady krok po kroku
- RPM na RCF. Rotor mikrowirówki z rmax = 8,5 cm przy 14 000 obr./min: 1,118 × 10⁻⁵ × 8,5 × 14 000² = 18 626 × g. To domyślne dane kalkulatora.
- RCF na RPM. Protokół wymaga 1 000 × g w tym samym rotorze: obr./min = √(1 000 ÷ (1,118 × 10⁻⁵ × 8,5)) = 3 244 obr./min. Większość urządzeń przełącza się co dziesięć obrotów, więc najbliższe ustawienie to 3 240 obr./min, co daje 998 × g.
- Dlaczego promień ma znaczenie. Te same 1 500 obr./min to 377 × g w rotorze wahadłowym o promieniu 15 cm, a tylko 214 × g przy 8,5 cm.
Ponieważ prędkość jest podniesiona do kwadratu, drobne zmiany obrotów mają znaczenie: podwojenie prędkości czterokrotnie zwiększa siłę, a 10% więcej obrotów daje 21% więcej siły.
Którego promienia użyć?
Obracająca się probówka nie odczuwa jednej siły: siła rośnie od powierzchni cieczy do dna probówki. Podawana przez producenta wartość rotora, a zwykle to, co ma na myśli protokół, to maksymalna siła przy rmax, czyli odległość od osi do dna komory lub kubełka podczas wirowania. Producenci podają rmax w instrukcji obsługi. Jeśli chcesz znać siłę na górze cieczy, wpisz tę odległość w opcjonalnym polu powierzchni; wynik pokaże oba. Niektóre instrukcje podają też promień średni, ravg; użyj tego, który nazywa Twój protokół lub zwyczaj laboratoryjny, i napisz, który to był, w opisie metod.
Podawaj × g, a nie tylko obr./min
Dwie wirówki przy tych samych obrotach wywierają różne siły, jeśli ich rotory się różnią, więc fragment metod, który mówi tylko „wirowano przy 10 000 obr./min”, nie da się odtworzyć. Podawaj siłę w × g (zapisywaną „× g”), wraz z typem rotora, temperaturą i czasem. Jeśli protokół był napisany w obr./min, przelicz go dla rotora, którego faktycznie używasz, i trzymaj się maksymalnej prędkości podanej na rotorze oraz wytrzymałości probówek na siłę.
Najczęstsze pytania
- Jak przeliczyć RPM na RCF?
- Podnieś obroty do kwadratu, pomnóż przez promień rotora w centymetrach, a potem przez 1,118 × 10⁻⁵. Dla 14 000 obr./min przy 8,5 cm: 14 000² × 8,5 × 1,118 × 10⁻⁵ ≈ 18 626 × g. Jeśli promień jest w milimetrach, użyj zamiast tego 1,118 × 10⁻⁶.
- Jak przeliczyć RCF na RPM?
- Podziel siłę przez 1,118 × 10⁻⁵ razy promień w centymetrach, a potem wyciągnij pierwiastek kwadratowy. Dla 1 000 × g przy 8,5 cm: √(1 000 ÷ (1,118 × 10⁻⁵ × 8,5)) ≈ 3 244 obr./min. Zaokrąglij do prędkości, na które pozwala Twoja wirówka, i sprawdź siłę przy tym ustawieniu.
- Czy RCF to to samo co siła g?
- Tak. Względna siła odśrodkowa (RCF), względne pole odśrodkowe i siła g opisują przyspieszenie jako wielokrotność standardowego przyspieszenia ziemskiego, zapisywane × g. Jest to wielkość bezwymiarowa: 18 626 × g oznacza 18 626 razy większą siłę niż grawitacja.
- Dlaczego protokoły podają × g zamiast obr./min?
- Obr./min opisuje tylko, jak szybko obraca się rotor. Siła działająca na próbkę zależy też od promienia, więc te same obroty dają różne siły w różnych rotorach. × g to wielkość, która osadza komórki lub wytrąca DNA, i przenosi się między urządzeniami.
- Jakiego promienia użyć do RCF?
- Zwykle maksymalnego promienia, rmax, z instrukcji rotora — odległości od osi obrotu do dna probówki. Daje to maksymalne RCF, które podają producenci. W rotorach stałokątowych promień zmienia się wzdłuż probówki, więc zaznacz wyraźnie, którego użyłeś.
- Czy rozmiar probówki zmienia RCF?
- Nie przy danym promieniu, ale probówka zmienia miejsce, w którym znajduje się próbka. Dłuższa lub pełniejsza probówka umieszcza ciecz na innym promieniu, więc siła na powierzchni i na dnie się różni. Opcjonalny promień powierzchni pokazuje ten zakres.