離心機 rpm 與 g 值怎麼換算？2026 公式、轉子半徑與常見錯誤
・作者：陳經理・閱讀時間 10分鐘
同樣設定 10,000 rpm，兩台離心機給樣品的力可能差一倍以上。
因為離心力不只取決於轉速，還取決於轉子半徑。兩台機器的轉速一樣、轉子不一樣，樣品受到的力就不一樣——這就是為什麼文獻寫的是 g 值而不是 rpm。
如果你照著文獻的 rpm 設定自己的機器，得到的結果可能完全不同。這篇給換算公式、半徑該怎麼取，以及三個最常犯的錯誤。
圖說：兩個圓的轉速一樣，但右邊的半徑大得多——所以外側箭頭也粗得多。這就是「只看 rpm 不夠」的原因
重點摘要： 換算公式為 RCF = 1.118 × 10⁻⁵ × r × RPM²（r 為半徑、單位公分）。RCF 是「離心力相對於重力加速度的倍數」，而半徑指的是轉軸到離心管底的距離（Hettich）。轉速加倍，離心力變四倍——因為公式裡 RPM 是平方項。
rpm 與 g 值的關係
兩者測的是不同的東西
rpm（轉/分）是機器的設定值——它描述轉子轉多快。
g 值（RCF，相對離心力）是樣品實際受到的力——它是「離心力相對於重力加速度的倍數」（Hettich）。
分離效果取決於後者，因為決定顆粒沉降的是力而不是轉速。
為什麼同 rpm 會有不同的 g 值
因為離心力與半徑成正比。
同樣的轉速下，離管軸越遠的位置受力越大——所以大轉子的 g 值比小轉子高。
這也解釋了同一支管子內的差異：管底受到的力比管口大，因為它離轉軸更遠。
為什麼文獻寫 g 值
因為 g 值可以跨機器重現，rpm 不行。
文獻作者不知道你用什麼轉子，所以寫 rpm 對讀者沒有意義。寫 g 值才是可重現的表述。
推論：你自己的方法文件（SOP）也應該記 g 值，而不是只記 rpm——否則換一台機器就重現不了。SOP 的寫法見設備操作 SOP 怎麼寫。
換算公式與半徑怎麼取
公式
RCF = 1.118 × 10⁻⁵ × r × RPM²
其中 r 為轉子半徑（公分），RPM 為每分鐘轉數。
反過來求轉速：RPM = √( RCF ÷ (1.118 × 10⁻⁵ × r) )
同一條式子的等價寫法（把 RPM 先除以 1000，係數就從 1.118 × 10⁻⁵ 變成 11.18）：
RCF = 11.18 × r × (RPM / 1000)²
這兩種寫法的 r 都是公分。半徑的定義是從旋轉中心到轉子內某一點的距離（Beckman Coulter）。
這裡有一個真實存在的陷阱：係數與單位是配對的，不能混用。原廠技術頁與線上換算工具經常改用毫米為單位，係數也跟著不同；網路上流傳的版本更常見「係數用公分的、單位卻寫毫米」這種錯配。拿公分係數配毫米半徑，算出來會差十倍。
最快的自我檢查是自己代一次：轉子半徑 10 公分、轉速 10,000 rpm，代入 1.118 × 10⁻⁵ × 10 × 10,000² 得到約 11,180 ×g。任何換算結果若落在 1,118 或 111,800，就是單位用錯了——這個數字可以直接拿去驗證任何一台計算機或任何一份文件。
RCF 的意義：相對離心場「描述並比較不同尺寸轉子、不同運轉速度所產生的場強度」，而且它以地球重力場的倍數表示，縮寫為 g（Beckman Coulter）。
半徑怎麼量
依離心機原廠的定義，半徑是「轉軸與離心管底之間的距離」（Hettich）。
三個實務提醒：
一、用原廠給的半徑值。多數轉子的規格會標明 r（有時分 r-max 與 r-min）。自己量會有誤差，尤其是管子在轉子裡的實際就位位置不容易目測。
二、單位要對。公式裡的 r 是公分；原廠標示常用毫米——用 mm 直接代入會差十倍。
三、角式與水平式的半徑不同。水平式在離心時管子會甩成水平，有效半徑與靜止時不同。
一個直接的推論：轉速加倍，力變四倍
因為 RPM 在公式裡是平方項。
這代表兩件事：
- 小幅調整轉速，g 值的變化比你想的大
- 超速的風險也是平方級的——這是為什麼樣品管的耐轉速規格不能超
樣品管的相容性見實驗室耗材材質選用指南。
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產品頁依攪拌混合、加熱溫控、幫浦真空、量測、光學等類別分類。
文獻寫 g 值時怎麼換成你的設定
圖說：三步走完才會得到你機器上該設的數字。中間那一步（查自己轉子的半徑）是最容易跳過、也最關鍵的一步
三個步驟
步驟一：抄下文獻的 g 值與時間。
步驟二：查你的轉子半徑。從轉子規格或原廠手冊取得，注意單位。
步驟三：用公式反算轉速。
RPM = √( RCF ÷ (1.118 × 10⁻⁵ × r) )
算出來的數字可能不是整數，取整到你的機器可設定的最小刻度即可。
記錄時要兩個都寫
在你的方法文件裡同時記 g 值與 rpm，並註明用的是哪一顆轉子。
理由是：g 值讓別人能重現，rpm 讓你自己的人能直接操作。只記其中一個都會在某個場合失效。
紀錄的設計見實驗室設備履歷怎麼建。
換算常犯的三個錯誤
錯誤一：單位搞混
最常見的一個。公式裡的 r 是公分，而原廠標示常用毫米。
直接把 mm 代進去，算出來的 g 值會是實際的十倍——而且數字看起來很合理，不容易發現。
檢查方法：算出來的 g 值如果比預期大一個數量級，先回頭看單位。
「最大半徑」有明確定義：要找出一個轉子的最大 RCF，你需要知道它的最高轉速與最大半徑（rmax），也就是離心過程中從旋轉中心到轉子孔穴或吊桶底部的距離（Beckman Coulter）。
所以「用錯半徑」通常是這兩種：拿轉子外緣（不是孔穴底部）去量，或是拿樣品液面而不是管底去量。
錯誤二：用錯半徑
兩種常見的用錯：
一、用轉子的外徑一半當半徑。實際要用的是轉軸到管底的距離。
二、混用 r-max 與 r-min。有些轉子規格會同時標兩個值——要跟文獻或方法所用的定義一致，否則算出來的 g 值不可比。
保守做法：如果方法沒指明，用原廠標示的預設值，並在紀錄裡註明用的是哪一個。
錯誤三：忽略平方關係
「轉速只調高一點點」在 g 值上可能是大幅增加。
因為 RPM 是平方項——轉速增加 20%，g 值會增加約 44%。
這在兩個場合特別危險：一是接近樣品管的耐轉速上限時，二是熱敏或結構脆弱的樣品。
所以參數要「先定邊界再往下調」，不是從速度往上加——同一套設定邏輯在振盪設備上也適用，見振盪器的頻率與振幅怎麼定。
還有第四個比較隱蔽的問題值得提醒：同一次離心中，管子不同位置受到的 g 值本來就不同。因為離心力與半徑成正比，而管底離轉軸比管口遠——所以「12,000 × g」這個數字實際上只描述了某一個特定位置（通常是管底，也就是 r-max）。這對一般的沉澱分離影響不大，但在密度梯度分離或需要精確控制沉降位置的應用上，這個梯度就變成關鍵——它也是為什麼這類方法通常會指明使用哪一種轉子與哪一個半徑定義。實務上的結論是：方法文件除了 g 值，也該記轉子型號，因為 g 值本身沒有完整描述受力的分布。
常見問題
離心機的 rpm 和 g 值差在哪？
rpm（轉/分）是機器的設定值，描述轉子轉多快；g 值（RCF，相對離心力）是樣品實際受到的力，定義是離心力相對於重力加速度的倍數。分離效果取決於後者，因為決定顆粒沉降的是力而不是轉速。同樣的 rpm 在不同轉子上會產生不同的 g 值，因為離心力與半徑成正比——離轉軸越遠受力越大。這就是文獻寫 g 值而不是 rpm 的原因：g 值可以跨機器重現，rpm 不行。推論是你自己的方法文件也應該記 g 值（而不只是 rpm），否則換一台機器就重現不了。
rpm 和 g 值怎麼換算？
公式是 RCF = 1.118 × 10⁻⁵ × r × RPM²，其中 r 為轉子半徑（公分）、RPM 為每分鐘轉數。反過來求轉速就是 RPM = √( RCF ÷ (1.118 × 10⁻⁵ × r) )。半徑的定義是轉軸與離心管底之間的距離，應該用原廠給的規格值而不是自己量——因為管子在轉子裡的實際就位位置不容易目測。實務上的三步流程是：抄下文獻的 g 值與時間 → 查自己轉子的半徑（注意單位）→ 用公式反算轉速。算出來的數字取整到機器可設定的最小刻度即可。
轉子半徑要怎麼取？
依原廠定義，是轉軸到離心管底的距離，而且要用原廠標示的值。三個提醒：一、單位要對——公式用公分，而原廠標示常用毫米，直接把 mm 代入會差十倍（而且算出來的數字看起來很合理、不容易發現）。二、不要用轉子外徑的一半，那不是正確的定義。三、注意 r-max 與 r-min——有些轉子規格會同時標兩個值，要跟文獻或方法所用的定義一致，否則算出來的 g 值不可比；方法沒指明時用原廠預設值，並在紀錄裡註明用的是哪一個。另外角式與水平式轉子的有效半徑不同，因為水平式在離心時管子會甩成水平。
轉速調高一點點，影響有多大？
比多數人以為的大，因為 RPM 在公式裡是平方項——轉速增加 20%，g 值會增加約 44%；轉速加倍，離心力變四倍。這在兩個場合特別危險：一是接近樣品管的耐轉速上限時（超速的風險同樣是平方級的），二是熱敏或結構脆弱的樣品。所以調整參數時應該先算 g 值再決定轉速，而不是憑感覺微調轉速。另外要記得離心是「機械應力 + 化學品」同時作用的典型場景，含溶劑的樣品在高轉速下可能造成管壁應力龜裂，即使化學相容性表上顯示該溶劑可用。
方法文件裡該記 rpm 還是 g 值？
兩個都記，並註明轉子型號。理由是：g 值讓別人能重現（跨機器有效），rpm 讓你自己的人能直接操作（不必每次換算）。只記其中一個都會在某個場合失效——只記 rpm 的話換轉子就錯，只記 g 值的話每次操作都要重算。註明轉子型號則是因為同一次離心中，管子不同位置受到的 g 值本來就不同（管底離轉軸比管口遠），所以「12,000 × g」實際上只描述了某一個特定位置（通常是 r-max）。這對一般沉澱影響不大，但在密度梯度分離等應用上，轉子型號是必要資訊。
換算的三個動作
- 確認單位是公分。mm 直接代入會差十倍，而且看起來很合理。
- 用原廠標示的半徑，並註明是 r-max 還是 r-min。自己量會有誤差。
- 方法文件記 g 值、rpm 與轉子型號三者。只記一個就會在某個場合失效。
三個動作做完，離心參數就能跨機器重現。機型與轉子的選擇見離心機怎麼選；前處理設備的整體架構見實驗室分離與研磨設備完整指南。
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