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Drehzahl

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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
Wikipedia
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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 T :

T=\frac{1}{n} =\frac{1}{f}

Unter dem Drehwinkel \varphi versteht man das Produkt aus der Anzahl der Umläufe N in einer bestimmten Zeitspanne und dem Winkel eines Umlaufs (bei einem Umlauf = 2π): \varphi = 2 \pi N

Über die Definition der Winkelgeschwindigkeit \omega = \frac{\varphi }{t} und den Werten für eine Umdrehung erhält man die Kreisfrequenz (Winkelfrequenz) ω zu:

\omega = {2 \pi \cdot n} = {2 \pi \cdot f} = \frac{2\pi}{T}
mit der Einheit [\omega ]=\frac{1}{s}= \mathrm{Hz} (Hertz).

Einheit

SI-Einheit: [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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