离心机
离心机 RPM ↔ RCF 换算器
在 RPM 和相对离心力(RCF,× g)之间换算。
从离心机轴心到离心管底部的距离(按转子最大半径计算可得到最大 g 值)。
公式:RCF = 1.118 × 10⁻⁵ × r (cm) × RPM²
输入转子半径和待换算的数值。
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功能简介
RPM(每分钟转数)表示转子转速;RCF(相对离心力,× g)表示样品实际受到的离心力。生物学上起作用的是 RCF,而它取决于转子的旋转半径。以 g 值表述的方案可以跨转子复现;RPM 则不行——同样的转速在小离心机和落地式大机器里产生的离心力相差很远。
原理与公式
RCF = 1.118 × 10⁻⁵ × r × RPM²,其中 r 为转子半径(cm)。反推:RPM = √( RCF / (1.118 × 10⁻⁵ × r) )。求最不利情况下的离心力时,取转子最大半径(见转子说明书)。方案给出的通常是 r_max(转轴到管底的半径),对该位置换算精确;水平转子中管内较高位置的物料受力更小,这也是期刊要求标注 RCF 而非 RPM 的原因。
演算示例
半径 10 cm、3000 RPM 时 → RCF = 1.118×10⁻⁵ × 10 × 3000² ≈ 1006 × g。同一半径下要得到 1000 × g,转速应设为约 2993 RPM。任何转子只要知道半径就能复现「12,000 × g」:半径 8 cm 时对应转速 √(12000 / (1.118×10⁻⁵ × 8)) ≈ 11,590 RPM。
适用场景
用于在不同离心机上复现实验方案、将文献中的 RCF 换算成自己仪器的 RPM,以及比较不同尺寸转子的离心效果。在固定角转子与水平转子之间换算离心条件,或转子手册只给出某一 g 值对应的 RPM 时,这个工具同样好用。
常见问题
- 如何将 RPM 换算为 RCF(g 力)?
- RCF(相对离心力,× g)由 RPM 和转子半径(cm)按公式计算:RCF = 1.118 × 10⁻⁵ × r × RPM²。在上方输入转子半径和 RPM,换算器即时计算 RCF。
- 如何将 g 力(RCF)换算为 RPM?
- 由公式反推:RPM = sqrt( RCF / (1.118 × 10⁻⁵ × r) ),其中 r 为转子半径(cm)。将换算器切换到 RCF → RPM 模式,输入半径和 g 力值即可计算 RPM。
- 为什么换算需要转子半径?
- RCF 取决于样品到旋转轴的距离。两个转子在相同 RPM 下,若半径不同则产生的 g 力不同。请始终使用转子的最大半径(见转子说明书)以获得最保守的 g 力值。
- RCF 与 g 力有什么区别?
- 二者是同一个量。RCF(相对离心力)以地球重力的倍数(× g)表示,因此 '1000 × g' 与 'RCF 1000' 指的是同一离心力。RPM 则不同,它只是转速。