- Drehfrequenz
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Physikalische Größe Name Drehzahl,
UmdrehungsfrequenzGrößenart Umdrehungsfrequenz Formelzeichen der Größe n, nrot Formelzeichen der Dimension T-1 Abgeleitet von Frequenz Größen- und
Einheiten-
systemEinheit Dimension SI 1/s T-1 Anglo-
amerikanischrpm Als Drehzahl oder Umdrehungsfrequenz n oder Umlauffrequenz f bezeichnet man den Quotienten, gebildet aus der Anzahl der Umläufe oder Umdrehungen als Zähler und der dafür benötigten Zeitspanne t als Nenner.
Inhaltsverzeichnis
Grundlagen
Die Drehzahl ist nicht von der Dimension 1 (dimensionslos), wie es die Endung „-zahl“ vermuten lässt: Sie ist keine Zahl, sondern eine physikalische Größe mit der Dimension 1/Zeit. Gemessen wird sie daher in Hertz bzw. technisch in 1/min bzw. min-1 für Umdrehungen pro Minute.
Der Kehrwert der Drehzahl ergibt die Umlaufdauer, Umlaufzeit oder Umlaufperiode T :
Unter dem Drehwinkel versteht man das Produkt aus der Anzahl der Umläufe N in einer bestimmten Zeitspanne und dem Winkel eines Umlaufs (bei einem Umlauf = 2π):
Über die Definition der Winkelgeschwindigkeit und den Werten für eine Umdrehung erhält man die Kreisfrequenz (Winkelfrequenz) ω zu:
mit der Einheit .Der Artikel Drehzahlmessung erläutert die verschiedenen Messprinzipien der Drehzahl.
Einheit
SI-Einheit: (Hz = Hertz).
Aus anderen gesetzlichen Zeiteinheiten lassen sich weitere „gesetzliche Einheiten im Messwesen“ für Drehzahlen bilden,
zum Beispiel: 1 Hz = 1/s = 60/(60 s) = 60 min-1 = 3600/(60 min) = 3600/h = (24 x 3600)/(24 h) = 86400/d
Nicht normgerecht ist die weiterhin häufig verwendete Angabe von Drehzahlen in Umdrehungen pro Minute (U/min), weil „Umdrehung“ oder „U“ keine Einheit ist.
Im englischen Sprachgebrauch ist rpm oder r/min (revolutions per minute) oder auch rps (revolutions per second) anzutreffenMan beachte, dass die Winkelgeschwindigkeit ebenfalls die Einheit 1 / s hat. Das bedeutet aber nicht Umdrehungen pro Sekunde, sondern rad pro Sekunde.
Beispiele
für Drehzahlen in der Einheit min-1:
- Erdkugel: ca. 0,000694
- Vinyl-Schallplatten mit 17 cm, 25 cm oder 30 cm Durchmesser: 331/3, 45 oder 162/3 (für Sprachlehrgänge u. ä.)
- Schellack-Schallplatten: 78
- Audio-CD: ca. 200 bis 500
- Schiffspropeller: 70 bis 150
- Hauptrotor eines Hubschraubers: bis 400
- Automotoren bei Leerlauf: ca. 700 bis 900 (Kurbelwelle)
- Disketten-Laufwerke, je nach Typ: bis ca. 800
- Schleuderdrehzahl Waschmaschine: ca. 700 bis 1600
- Propeller eines Sportflugzeuges: 2500
- Zweipoliger Drehstrom-Asynchronmotor an 50 Hz Netzspannung: ca. 3000
- Zweipoliger Generator für 50 Hz (z. B. Europa) Netzspannung: 3000
- Zweipoliger Generator für 60 Hz (z. B. USA): 3600
- Festplatten für Personal-Computer und Server: 3600, 4500, 5400, 7200, 10.000, 12.000, 15.000
- Höchstdrehzahl eines Diesel-Automotors: ca. 5500
- Höchstdrehzahl eines Benzin-Automotors: ca. 9.000 bis 18.000
- Propellerkolbenmotoren (Modellflugzeug): 10.000 bis 30.000
- Höchstdrehzahl eines Serienmotorrad-Motors: bis zu 17.000 (400er & 600er Sportmotorräder)
- Rennmotor der Formel 1: bis zu 20.300 (begrenzt auf 19.000)
- Gasturbinen: 100.000
- Abgasturbolader für Verbrennungsmotoren: 100.000 bis zu 300.000
Literatur
- Horst Stöcker: Taschenbuch der Physik. 4. Auflage, Verlag Harry Deutsch, Frankfurt am Main, 2000, ISBN 3-8171-1628-4
- Ali Farschtschi: Elektromaschinen in Theorie und Praxis. 1. Auflage, VDE-Verlag GmbH, Berlin und Offenbach, 2001, ISBN 3-8007-2563-0
Siehe auch
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