基本原理
物体围绕中心轴旋转时会受到离心力F 的作用。当物体的质量为 M、体积为V、密度为D、旋转半径为r、角速度为ω(弧度数/秒)时，可得：
F=Mω2r或者F=VDω2r
上述表明：被离心物质所受到的离心力与该物质的质量、体积、密度、离心角速度以及旋转半径呈正比关系。离心力越大，被离心物质沉降得越快。
在离心过程中，被离心物质还要克服浮力和摩擦力的阻碍作用。浮力F｝和摩擦力F｝｝分别由下式表示：
其中D｝为溶液密度，f 为摩擦系数， 为沉降速度(单位时间内旋转半径的改变)。在一定条件下，可有
式(4)表明，沉降速度与被离心物质的体积、密度差呈正比，与f成反比。若以S表示单位力场(ω2r=1)下的沉降速度，则
S又称沉降系数。
沉降系数对于生物大分子来说，多数在(1~500)×10-13秒之间。为应用方便起见，人们规定1×10-13秒为一个单位(或称1S)。一般单纯的蛋白质在1~20S 之间，较大核酸分子在4~100S之间，更大的亚细胞结构在30～500S之间。
实际应用中，离心机工作时对单位质量物质产生的离心力是以地心引力(Gravity)的倍数来表示的，这种方法表示的离心力称为相对离心力(RCF)，常用“数字×g”来表示。
其中角速度ω与每分钟转数rpm的关系是
ω=2πrpm / 60
所以RCF=1.119×10-5·rpm2·r
根据这个公式，相对离心力和每分钟转数之间便可以互换，这种互换关系是很有实用价值的。
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