Calculadora de RPM para RCF em centrífuga

Resultados

A constante 1,118 × 10⁻⁵ vale para um raio em cm: é (2π ÷ 60)² ÷ g, com g = 980,665 cm/s², arredondada para quatro dígitos. Rotores e tubos têm uma velocidade e uma força máximas nominais. Consulte o manual do rotor antes de rodar em uma configuração calculada.

Como usar a calculadora de RPM para RCF

1. 1. Escolha a direção. RPM para RCF se você conhece a velocidade no painel; RCF para RPM se um protocolo fornece uma força em × g.
2. 2. Informe o raio do rotor. Use o raio máximo, rmax, do manual ou da etiqueta do rotor: a distância do centro de rotação até o fundo do tubo. Escolha cm, mm ou polegadas.
3. 3. Informe a velocidade ou a força. O resultado aparece imediatamente, com o cálculo.
4. 4. Use a tabela. Ela lista a velocidade a ajustar para forças comuns, como 300, 1.000 ou 16.000 × g, no seu rotor.

A fórmula da RCF

Um tubo que gira a um raio r do eixo sente uma aceleração centrípeta de ω²r, em que ω é a velocidade angular. Dividindo pela aceleração da gravidade, ela se expressa como múltiplo de g. Com a velocidade em rpm e o raio em centímetros, a forma padrão é:

A constante é (2π ÷ 60)² ÷ 980,665, em que 980,665 cm/s² é a gravidade padrão, o que dá 1,1183 × 10⁻⁵, arredondado para 1,118 × 10⁻⁵. A mesma relação com o raio em milímetros, a forma que a Beckman Coulter publica na sua página sobre o campo centrífugo relativo, usa 1,118 × 10⁻⁶, porque um milímetro é um décimo de centímetro. Para polegadas, a constante é 2,84 × 10⁻⁵. A calculadora aplica a correta para a unidade que você escolher.

Exemplos resolvidos

• RPM para RCF. Um rotor de microcentrífuga com rmax = 8,5 cm a 14.000 rpm: 1,118 × 10⁻⁵ × 8,5 × 14.000² = 18.626 × g. Estes são os valores padrão da calculadora.
• RCF para RPM. Um protocolo pede 1.000 × g no mesmo rotor: rpm = √(1.000 ÷ (1,118 × 10⁻⁵ × 8,5)) = 3.244 rpm. A maioria das máquinas avança de dez em dez, então o ajuste mais próximo é 3.240 rpm, que dá 998 × g.
• Por que o raio importa. As mesmas 1.500 rpm equivalem a 377 × g em um rotor de cestos oscilantes com raio de 15 cm, e a apenas 214 × g com 8,5 cm.

Como a velocidade está elevada ao quadrado, pequenas mudanças em rpm importam: dobrar a velocidade quadruplica a força, e 10% a mais de velocidade dá 21% a mais de força.

Qual raio usar?

Um tubo girando não sente uma única força: a força cresce da superfície do líquido até o fundo do tubo. A classificação publicada de um rotor, e o número que um protocolo costuma indicar, é a força máxima em rmax, a distância do eixo até o fundo da cavidade ou do cesto do rotor durante a centrifugação. Os fabricantes listam rmax no manual de instruções. Se você quiser a força no topo do líquido, informe essa distância no campo opcional da superfície; o resultado mostra as duas. Alguns manuais também dão um raio médio, ravg; use o que o seu protocolo ou a convenção do seu laboratório indicar, e diga qual foi no seu método.

Informe × g, não apenas rpm

Duas centrífugas na mesma rpm exercem forças diferentes se os rotores forem diferentes; por isso uma seção de métodos que diz apenas “girada a 10.000 rpm” não pode ser reproduzida. Informe a força em × g (escrita “× g”), junto com o tipo de rotor, a temperatura e o tempo. Se o seu protocolo foi escrito em rpm, converta-o para o rotor que você realmente usa, e respeite a velocidade máxima impressa no rotor e a classificação de força dos tubos.

Perguntas frequentes

Como converter RPM em RCF?

Eleve as rpm ao quadrado, multiplique pelo raio do rotor em centímetros e depois por 1,118 × 10⁻⁵. Para 14.000 rpm a 8,5 cm, isso dá 14.000² × 8,5 × 1,118 × 10⁻⁵ ≈ 18.626 × g. Se o seu raio estiver em milímetros, use 1,118 × 10⁻⁶.

Como converter RCF em RPM?

Divida a força por 1,118 × 10⁻⁵ vezes o raio em centímetros e tire a raiz quadrada. Para 1.000 × g a 8,5 cm: √(1.000 ÷ (1,118 × 10⁻⁵ × 8,5)) ≈ 3.244 rpm. Arredonde para as velocidades que a sua centrífuga permite e confira a força nessa configuração.

RCF é o mesmo que força g?

Sim. Força centrífuga relativa (RCF), campo centrífugo relativo e força g descrevem a aceleração como múltiplo da gravidade padrão da Terra, escrita × g. É adimensional: 18.626 × g significa 18.626 vezes a força da gravidade.

Por que os protocolos dão × g em vez de rpm?

A rpm descreve apenas a velocidade com que o rotor gira. A força sobre a amostra também depende do raio, então a mesma rpm dá forças diferentes em rotores diferentes. O × g é a grandeza que sedimenta células ou precipita DNA, e ela é transferível entre equipamentos.

Que raio devo usar para a RCF?

Normalmente o raio máximo, rmax, do manual do rotor — a distância do eixo de rotação até o fundo do tubo. Isso dá a RCF máxima, que é o que os fabricantes divulgam. Em rotores de ângulo fixo o raio varia ao longo do tubo, então deixe claro qual você usou.

O tamanho do tubo altera a RCF?

Não para um dado raio, mas o tubo muda onde a amostra fica. Um tubo mais longo ou mais cheio coloca o líquido em outro raio, então a força na superfície e no fundo diferem. O campo opcional do raio da superfície mostra essa faixa.