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Drehzahl
Aus Fotonexus.
| Physikalische Größe | |||
|---|---|---|---|
| Name | Drehzahl, Umdrehungsfrequenz | ||
| Größenart | Umdrehungsfrequenz | ||
| Formelzeichen der Größe | n, nrot | ||
| Formelzeichen der Dimension | T-1 | ||
| Abgeleitet von | Frequenz | ||
| Größen- und Einheitensystem | Einheit | Dimension | |
| SI | T-1
| ||
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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. Die Drehzahl ist nicht von der Dimension 1 („dimensionslos“), wie es die Endung -zahl vermuten lässt, sie ist also keine Zahl, sondern eine physikalische Größe mit der Dimension 1/Zeit.
Der Kehrwert der Drehzahl ergibt die Dauer eines Umlaufs Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): T
:
Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): T=\frac{1}{n} =\frac{1}{f}
Unter dem Drehwinkel Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \varphi
versteht man das Produkt aus der Anzahl der Umläufe N in einer bestimmten Zeitspanne und dem Winkel eines Umlaufs (bei einem Umlauf Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): = 2 \pi
): Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \varphi = 2 \pi N
Über die Definition der Winkelgeschwindigkeit Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \omega = \frac{\varphi }{t}
und den Werten für eine Umdrehung erhält man die Kreisfrequenz (Winkelfrequenz) Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \omega zu:
Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \omega = {2 \pi \cdot n} = {2 \pi \cdot f} = \frac{2\pi}{T}
mit der Einheit Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): [\omega ]=\frac{1}{s}= \mathrm{Hz} (Hertz).
Einheit
SI-Einheit: Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): [n]=[f]=\frac{1}{s}=\mathrm{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 = 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) anzutreffen.
Beispiele
für Drehzahlen in der Einheit min-1:
- Erdkugel: ca. 0,000694
- Dönerspieß im Kebab-Laden: 1
- Schallplatten für Sprachlehrgänge u. ä.: 16
- Vinyl Schallplatten mit 17cm, 25 cm oder 30 cm Durchmesser: 33 1/3 bzw. 45
- Schellack-Schallplatten: 78
- Audio-CD: ca. 200 bis 10000
- Schiffsschrauben: 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. 5000
- Höchstdrehzahl eines Benzin-Automotors: ca. 9000 (Sportmotoren wie in der Formel 1 bis über 20.000)
- 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
- Gasturbinen: 100.000
- Abgasturbolader für Verbrennungsmotoren: 200.000
- turbinengetriebene Zahnarztbohrer: bis zu 550.000
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