Revoluciones por minuto

Las revoluciones por minuto (abreviado rpm , RPM , rev/min , r/min , o con la notación min ⁻¹ ) es el número de vueltas en un minuto . Es una unidad de velocidad de rotación o la frecuencia de rotación alrededor de un eje fijo .

Sistema Internacional de Unidades

Según el Sistema Internacional de Unidades (SI), rpm no es una unidad. Esto se debe a que la palabra revolución es una anotación semántica más que una unidad. En cambio, la anotación se realiza como un subíndice del signo de fórmula si es necesario. Debido a la cantidad física medida , el signo de la fórmula tiene que ser f para la frecuencia (rotacional) y ω o Ω para la velocidad angular . La unidad derivada del SI básica correspondiente es s ⁻¹ o Hz . Cuando se mide la velocidad angular, se usa la unidad radianes por segundo .

Aunque tienen las mismas dimensiones (s ⁻¹ ), el hercio (Hz) y el radián por segundo (rad/s) son dos unidades diferentes, que representan dos cantidades ISQ diferentes pero proporcionales : la frecuencia y la frecuencia angular (velocidad angular, magnitud de la velocidad angular ). Las conversiones entre una frecuencia f (medida en hercios) y una velocidad angular ω (medida en radianes por segundo) son:

${\displaystyle \omega =2\pi f\,,\qquad f={\frac {\omega {2\pi }}\,.}$

Por lo tanto, se dice que un disco que gira a 60 rpm gira a 2 π  rad/s o 1 Hz, donde el primero mide la velocidad angular y el segundo refleja el número de revoluciones por segundo.

Si la unidad rpm que no pertenece al SI se considera una unidad de frecuencia, entonces 1 rpm =1/60Hz . Si en cambio se considera una unidad de velocidad angular y se considera que la palabra "revolución" significa 2 π radianes , entonces 1 rpm =2 pi/60rad/s .

Ejemplos

• En muchos tipos de medios de grabación de discos, la velocidad de rotación del medio debajo del cabezal de lectura es un estándar dado en rpm. Los discos de fonógrafo (gramófono) , por ejemplo, normalmente giran constantemente a las 16+2 ⁄ 3 , 33+1 ⁄ 3 , 45 o 78 rpm (0,28, 0,55, 0,75 o 1,3 Hz respectivamente).
• Los taladros dentales de turbina de aire modernos pueden girar hasta 800.000 rpm (13,3 kHz).
• El segundero de un reloj analógico convencional gira a 1 rpm.
• Los reproductores de CD de audio leen sus discos a una velocidad constante y precisa (4,3218 Mbit/s de datos físicos sin procesar para 1,4112 Mbit/s (176,4 kB/s) de datos de audio utilizables) y, por lo tanto, deben variar la velocidad de rotación del disco de 8 Hz (480 rpm) al leer en el borde más interior, a 3,5 Hz (210 rpm) en el borde exterior. ^[1]
• Los reproductores de DVD también suelen leer discos a una velocidad lineal constante. La velocidad de rotación del disco varía de 25,5 Hz (1530 rpm) cuando se lee en el borde más interno, a 10,5 Hz (630 rpm) en el borde exterior. ^[1]
• El tambor de una lavadora puede girar de 500 a 2000 rpm (8 a 33 Hz) durante los ciclos de centrifugado.
• Una pelota de béisbol lanzada por un lanzador de las Grandes Ligas puede girar a más de 2500 rpm (41,7 Hz); una rotación más rápida produce más movimiento al romper las bolas . ^[2]
• Una turbina de generación de energía ( con un alternador de dos polos ) gira a 3000 rpm (50 Hz) o 3600 rpm (60 Hz), según el país; consulte Enchufes y enchufes de alimentación de CA.
• Los motores de los automóviles modernos generalmente funcionan a alrededor de 2000 a 3000 rpm (33 a 50 Hz) cuando viajan a velocidad de crucero, con una velocidad mínima (ralentí) de alrededor de 750 a 900 rpm (12,5 a 15 Hz) y un límite superior entre 4500 y 10 000 rpm ( 75–166 Hz) para un automóvil de carretera, o casi (a veces más) de 20 000 rpm para motores de carreras como los de los autos de Fórmula 1 (durante la temporada 2006 , con la configuración del motor 2.4 LN/A V8 ; actualmente limitado a 15 000 rpm, con el 1.6 L V6 turbo - configuración de motor híbrido ). ^[3] La nota de escape de los autos V8 , V10 y V12 F1 Tiene un paso mucho más alto que un motor I4 , porque cada uno de los cilindros de un motor de cuatro tiempos dispara una vez por cada dos revoluciones del cigüeñal . Así, un motor de ocho cilindros que gira 300 veces por segundo tendrá una nota de escape de 1.200 Hz.
• Un motor de avión de pistón normalmente gira a una velocidad de entre 2000 y 3000 rpm (30 a 50 Hz).
• Los discos duros de las computadoras generalmente giran a 5400 o 7200 rpm (90 o 120 Hz), las velocidades más comunes para las unidades basadas en ATA o SATA en los modelos de consumo. Las unidades de alto rendimiento (utilizadas en servidores de archivos y PC para juegos entusiastas) giran a 10 000 o 15 000 rpm (160 o 250 Hz), generalmente con SATA, SCSI o Fibre Channel de nivel superiorinterfaces y platos más pequeños para permitir estas velocidades más altas, la reducción en la capacidad de almacenamiento y la máxima velocidad de borde externo se traducen en un tiempo de acceso mucho más rápido y una velocidad de transferencia promedio gracias a la alta velocidad de rotación. Hasta hace poco, se podían encontrar unidades para portátiles de gama baja y de bajo consumo con velocidades de eje de 4200 o incluso 3600 rpm (70 y 60 Hz), pero han caído en desgracia debido a su menor rendimiento, mejoras en la eficiencia energética en modelos más rápidos. y la adopción de unidades de estado sólidopara uso en portátiles delgados y ultraportátiles. Similar a los medios de CD y DVD, la cantidad de datos que se pueden almacenar o leer para cada vuelta del disco es mayor en el borde exterior que cerca del eje; sin embargo, los discos duros mantienen una velocidad de rotación constante, por lo que la velocidad de datos efectiva es más rápida en el borde (convencionalmente, el "inicio" del disco, opuesto a un CD o DVD).
• Las unidades de disquete generalmente funcionaban a 300 rpm constantes u ocasionalmente 360 ​​rpm (5 o 6 Hz relativamente lentos) con una densidad de datos constante por revolución, que era simple y económica de implementar, aunque ineficiente. Algunos diseños, como los que se usaban con las computadoras Apple más antiguas (Lisa, las primeras Macintosh, las posteriores II) eran más complejos y usaban velocidades de rotación variables y densidad de almacenamiento por pista (a una velocidad de lectura/grabación constante) para almacenar más datos por disco; por ejemplo, entre 394 rpm (con 12 sectores por pista) y 590 rpm (8 sectores) con la unidad de doble densidad de 800 KB de Mac a una velocidad constante de 39,4 KB/s (máx.), frente a 300 rpm, 720 KB y 23 KB/s (máx.) para unidades de doble densidad en otras máquinas. ^[4]
• Una centrífuga tipo Zippe para enriquecer uranio gira a 90.000 rpm (1.500 Hz) o más rápido. ^[5]
• Los motores de turbina de gas giran a decenas de miles de rpm. Las turbinas de aviones modelo JetCat tienen una capacidad de más de 100 000 rpm (1700 Hz) y las más rápidas alcanzan las 165 000 rpm (2750 Hz). ^[6]
• Un sistema de almacenamiento de energía de volante funciona en un rango de 60 000 a 200 000 rpm (1 a 3 kHz) utilizando un volante de inercia de levitación magnética pasiva en el vacío. ^[7] La elección del material del volante no es el más denso, sino el que pulveriza de forma más segura, a velocidades superficiales unas 7 veces la velocidad del sonido.
• Un ventilador de computadora típico de 80 mm y 30 CFM girará a 2600–3000 rpm (43–50 Hz) con alimentación de 12 V CC.
• Un púlsar de milisegundos puede tener cerca de 50.000 rpm (833 Hz).
• Un turbocompresor puede alcanzar las 290 000 rpm (4,8 kHz), mientras que lo común es de 80 000 a 200 000 rpm (1 a 3 kHz).
• Un supercargador puede girar a velocidades entre 50 000 y 65 000 rpm (833 a 1083 Hz) o tan altas
• Microbiología molecular: motores moleculares. Se ha medido que las velocidades de rotación de los flagelos bacterianos son de 10 200 rpm (170 Hz) para Salmonella typhimurium , 16 200 rpm (270 Hz) para Escherichia coli y hasta 102 000 rpm (1700 Hz) para el flagelo polar de Vibrio alginolyticus , lo que permite que este último organismo para moverse en condiciones naturales simuladas a una velocidad máxima de 540 mm/h. ^[8]

Véase también

• Velocidad angular constante (CAV): se usa para referirse a la velocidad de los discos de gramófono (fonógrafo)
• Velocidad lineal constante (CLV): se utiliza para referirse a la velocidad de los CD de audio
• radianes por segundo
• Velocidad rotacional
• Mapa de compresores
• Giro (geometría)
• Ralentí
• Sobrevelocidad (motor)
• Línea roja
• limitador de revoluciones

Referencias