Angle Converter
Convert between degrees, radians, gradians, turns, arcminutes and arcseconds.
Geprüft von Aygul Dovletova · Zuletzt geprüft
Den Winkelumrechner verwenden
- Die Quell-Einheit wählen aus dem Selektor - Grad, Radiant, Gradient (Gon), Umdrehung (Revolution), Bogenminute oder Bogensekunde.
- Den Winkel eingeben. Die Ausgabe aktualisiert sich bei jedem Tastendruck durch einen Preact-
onInput-Handler. - Die Ziel-Einheit wählen. Intern speichert das Werkzeug jede Einheit als Faktor relativ zu Radiant, sodass die Konvertierung eine einzige Multiplikation und Division ist.
- Richtung tauschen mit der Pfeil-Schaltfläche, wenn die Umkehrung gewünscht wird.
- Ergebnis kopieren in die Zwischenablage über die Clipboard-API.
Warum Radiant die natürliche Einheit ist
Der Radiant ist dimensionslos - eine Bogenlänge geteilt durch einen Radius -, was ihn zur kohärenten SI-Einheit für den ebenen Winkel macht (SI-Broschüre, BIPM 9. Ausgabe). Ein voller Kreis enthält 2*pi Radiant; ein rechter Winkel ist pi/2; ein Grad ist pi/180. Weil die Ableitung von sin(x) nur dann cos(x) ist, wenn x in Radiant ist, verwendet jedes Stück Kalkulus, Fourier-Analyse, Signalverarbeitung und Machine-Learning-Code, der Trigonometrie berührt, Radiant intern. Javascripts Math.sin, Pythons math.sin und MATLABs sin nehmen alle Radiant; ihre Grad-Varianten (sind, math.radians) sind Wrapper. Dieser Konverter übersetzt die mitgebrachte Einheit intern in Radiant und wieder in die Ziel-Einheit zurück.
Wann man jeder Einheit begegnet
- Grad - Alltagswinkel, Navigation, Kompasskurse, CAD-Zeichnungen, Entwurf, Winkelmesser.
- Radiant - Mathematik, Physik, Signalverarbeitung, Computer-Grafik-Rotationsmatrizen.
- Gradienten (Gon) - Europäische Vermessung und einige Bauingenieur-Software; ein rechter Winkel = 100 Gon.
- Umdrehungen (volle Revolutionen) - Zahnradübersetzungen, Schrittmotor-Rotationen, Reifenradumdrehungen, Blender-Keyframes.
- Bogenminuten und Bogensekunden - Astronomie und Präzisionsoptik; 1 Bogensekunde ist die Winkelbreite einer 25-Cent-Münze aus 5 km Entfernung.
- Mil (Artillerie) - nicht in diesem Werkzeug, aber wissenswert: NATO-Mil entspricht 1/6400 einer Umdrehung und wird für indirektes Feuer verwendet.
Fallstricke
Der Gradient hat drei gleichwertige Namen - Gradient, Grad, Gon - und ist 1/400 einer Umdrehung. Ihn nicht mit dem mathematischen "Gradient" einer Funktion verwechseln. Bogensekunden sehen auf den ersten Blick wie eine Zeiteinheit aus; die Notation ist 1' = 1 Bogenminute, 1" = 1 Bogensekunde, nie "1 s" für Bogensekunden in astronomischen Koordinaten. Eine weitere subtile Falle: 360 Grad entspricht 0 Grad als Orientierung, aber die Zahlen unterscheiden sich. Wenn man einen Kurs konvertiert und ihn auf [0, 360) normalisiert haben möchte, das Ergebnis modulo 360 reduzieren. Das Werkzeug umwickelt nicht; es gibt die mathematisch direkte Konvertierung einschließlich Werte außerhalb des Hauptbereichs zurück. Schließlich mischen Phasenwinkel im Elektroingenieurwesen manchmal Grad und Radiant im selben Diagramm - Achsen immer explizit beschriften, um Fehler zu vermeiden.
Historische Anmerkungen
Der 360-Grad-Kreis stammt aus der babylonischen Astronomie. Ihr Sexagesimalsystem (Basis 60), kombiniert mit einer Näherung des Sonnenjahres von 360 Tagen, ergab 1 Grad = 1 Tag Sonnenbewegung entlang der Ekliptik. Unterteilungen in 60 Bogenminuten und 3600 Bogensekunden übernahmen dieselbe Basis. Der Radiant wurde formell von James Thomson (Bruder von Lord Kelvin) 1871 eingeführt. Der Gradient stammt aus dem Dezimalisierungsvorhaben der Französischen Revolution: den rechten Winkel in 100 Gon zu unterteilen entsprach dem metrischen Denken, und Frankreich behielt ihn im Zivilveremessungswesen bis ins 20. Jahrhundert bei. Die Norm ISO 80000-3 kodifiziert den Radiant als SI-Einheit des ebenen Winkels und akzeptiert Grad, Bogenminute und Bogensekunde als neben dem SI verwendbare Einheiten. NIST SP 811 gibt identische Richtlinien.
Alternativen
Für einmalige Konvertierungen ist Python so schnell wie dieses Werkzeug: math.degrees(math.pi) gibt 180 zurück. MATLABs rad2deg und deg2rad sind ähnlich. Ein wissenschaftlicher Taschenrechner mit DEG/RAD/GRAD-Modus ist die Vor-Computer-Era-Antwort. Wolfram Alpha verarbeitet zusammengesetzte Winkel wie "23 Grad 45 Bogenminuten in Radiant", was dieses Werkzeug nicht tut. Für astronomische Arbeit, die Rektaszension (Stunden:Minuten:Sekunden der Zeit) und Deklination (Grad:Bogenminuten:Bogensekunden) mischt, ist ein dedizierter Himmelskoordinaten-Rechner das richtige Werkzeug, weil er die 15-Grad-pro-Stunde-Siderische Konvertierung kennt. Dieser Konverter ist ideal, wenn man schnelle, eindeutige, nur lokale Arithmetik über sechs häufige Winkeleinheiten möchte.
Häufig gestellte Fragen
Warum hat ein voller Kreis 2*pi Radiant und keine rundere Zahl?
Weil der Radiant geometrisch, nicht durch Konvention definiert ist. Ein Radiant ist der Winkel, den ein Bogen an einem Kreiszentrum einschließt, wenn seine Bogenlänge gleich dem Radius ist. Ein voller Kreis hat eine Bogenlänge von 2*pi*r und schließt daher 2*pi Radiant ein. Jede Kalkulus-Identität mit trigonometrischen Funktionen - die Ableitung von sin, die Taylor-Reihe von cos, Eulers Formel - kommt nur dann sauber heraus, wenn Winkel auf diese Weise gemessen werden. Es ist immer ein irrationales Vielfaches von pi; es gibt keine Möglichkeit, einen anderen natürlichen Wert zu wählen.
Was ist ein Gradient und wann wird er verwendet?
Ein Gradient - auch Gon oder Grad genannt - ist ein Hundertstel eines rechten Winkels oder 1/400 einer vollen Umdrehung. Frankreich führte ihn 1793 als Teil der breiteren metrischen Reform ein. Er überlebt im europäischen Bauingenieurwesen und der Vermessung, insbesondere bei Katasteressungen, wo ein rechter Winkel von genau 100 Einheiten die Kopfrechnung vereinfacht. ISO 80000-3 listet den Gradienten, empfiehlt ihn aber nicht; Grad und Radiant dominieren die meisten modernen Arbeiten.
Wird meine Winkeleingabe an einen Server gesendet?
Nein. Die Umrechnung läuft in der Preact-Komponente im Browser - eine Multiplikation, eine Division. Es gibt kein Fetch oder Websocket für die Zahl, also funktioniert das Werkzeug nach dem Laden der Seite offline. Google Analytics protokolliert den Seitenaufruf, zeichnet aber keine Eingabe auf. DevTools öffnen, zum Netzwerk-Tab wechseln und bestätigen, dass beim Tippen keine Anfrage ausgelöst wird.
Warum konvertiert 90 Grad zu 1,5707963... statt zu einer saubereren Zahl?
Weil 90 Grad exakt pi/2 Radiant entsprechen, und pi/2 eine irrationale Zahl ist. Die am nächsten gelegene IEEE-754-Doppelpräzisions-Darstellung von pi/2 ist 1,5707963267948966, und das ist es, was erscheint. Für die Arithmetik verwendet das Werkzeug diesen Double durchgehend; für die Anzeige wird er auf zehn signifikante Stellen abgeschnitten. Jede Ingenieursanwendung, die exakte rationale Vielfache von pi benötigt, sollte symbolisch (SymPy, Mathematica) statt in Gleitkommazahl durchgeführt werden.
Was ist eine Bogensekunde?
Eine Bogensekunde ist 1/3600 eines Grades oder etwa 4,85 Mikro-Radiant. Es ist die Standardpräzisionseinheit in der Astronomie und in der hochpräzisen Optik. Die beugungsbegrenzte Auflösung des Hubble-Weltraumteleskops beträgt etwa 0,05 Bogensekunden; ein menschliches Auge löst bestenfalls etwa 60 Bogensekunden auf. Parsec, die astronomische Entfernungseinheit, ist als die Entfernung definiert, bei der eine astronomische Einheit eine Bogensekunde einnimmt - etwa 3,26 Lichtjahre.
Wie konvertiere ich Grad, Minuten und Sekunden wie 40 Grad 15' 30" in Dezimalgrade?
Bogenminuten durch 60 und Bogensekunden durch 3600 teilen, dann addieren. 40 Grad 15' 30" entsprechen 40 + 15/60 + 30/3600 = 40,25833... Grad. Der Konverter akzeptiert keine zusammengesetzte Eingabe direkt; die Addition selbst durchführen und den Dezimalwert einfügen. Typische GIS- und Navigationssoftware unterstützt DMS-Eingabe nativ, und einige Handys haben es unter den Koordinaten-Anzeigeoptionen.
Verarbeitet das Werkzeug negative Winkel?
Ja, und sie propagieren linear durch jede Umrechnung, weil die Winkelkonvertierung reine Skalierung ist. Ein negativer Winkel bedeutet normalerweise eine Drehung im Uhrzeigersinn (in der Konvention, wo gegen den Uhrzeigersinn positiv ist). Wenn der Bereich auf [0, 360) Grad oder [-pi, pi] Radiant normalisiert werden soll, Modulo-Arithmetik nach der Konvertierung anwenden; das Werkzeug gibt das genaue Vielfache ohne Umwicklung zurück.
Was ist eine Umdrehung und warum sollte man sie verwenden?
Eine Umdrehung (auch als Revolution oder Zyklus bezeichnet) ist eine volle 360-Grad-Rotation, oder 2*pi Radiant, oder 400 Gon. Es ist die intuitivste Einheit für Winkelgeschwindigkeitsprobleme ("3600 U/min sind 60 Umdrehungen pro Sekunde"), Zahnradübersetzungen und einige Bildungskontexte, in denen pi-basierte Radiant abstrakt wirken. Die Mathematiker Michael Hartl und Bob Palais haben für "Tau" (2*pi) als natürlichere Konstante als pi argumentiert - die Umdrehung ist eng mit diesem Vorschlag verbunden.
Wie viele Bogensekunden sind in einem Radiant?
1 Radiant = 180/pi Grad = 180/pi * 3600 Bogensekunden, was ungefähr 206.264,806 Bogensekunden sind. Astronomen runden das manchmal auf 206.265 als handliche Konstante - der Umrechnungsfaktor zwischen Kleinwinkel-Physik und Beobachtungsdaten. Er erscheint zum Beispiel in der Parallaxformel, die den Parsec definiert.
Wo sollte ich Grad und wo Radiant im Code verwenden?
Radiant überall in Mathematikbibliotheken (<code>Math.sin</code>, <code>numpy.sin</code>, GLSL-<code>sin</code>) verwenden, weil das das ist, was diese Funktionen erwarten. Nur an Eingabe-/Ausgabegrenzen für Menschen in Grad konvertieren und die interne Darstellung durchgehend in Radiant behalten. Das Mischen der beiden innerhalb einer Pipeline ist eine bekannte Fehlerquelle - der Absturz des Mars Climate Orbiter 1999 beinhaltete ein Einheiten-Mismatch dieser Art, obwohl nicht speziell Radiant/Grad. Winkeleinheiten in Kommentaren und Typnamen dokumentieren, wenn möglich.
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