A defibrillátor egy olyan gép, amely rövid ideig áramütést generál, hogy visszanyerje a stabil szívritmust. A defibrillátorokban általában kondenzátorokat használnak az akkumulátorok helyett, hogy ilyen azonnali sokkot biztosítsanak. A hordozható defibrillátorokban azonban az akkumulátorokat áramforrásként használják a kondenzátorok feltöltésére.
A kondenzátorok olyan tárolóeszközök, amelyek elnyelik az áramkörben vagy a rendszer tranzienseiben lévő extra energiát, majd szükség esetén felszabadítják a bennük tárolt töltést. Ezenkívül rövid idejű akkumulátorként is működnek, amelyek a hagyományos akkumulátorokkal ellentétben meglehetősen gyorsan töltenek és kisülnek, bár nem tudják hosszabb ideig tartani a töltést.
Vázlat:
Hogyan működik a defibrillátor?
Ahhoz, hogy megértsük, miért használnak kondenzátorokat a defibrillátorokban, ismerni kell a defibrillátor működését. Tehát a defibrillátoroknak két áramköre van, az egyik a kondenzátor töltéséért, a másik a kondenzátor kisütéséért felelős. A töltési és kisütési folyamatot egy kis számítógép végzi a defibrillátor belsejében, de szemléltetésül itt egy defibrillátor egyszerű áramköre:
A fenti áramköri kapcsolókban A és B a kondenzátor töltéséért, míg az 1, 2, 3, 4 kapcsolók a kondenzátor kisütéséért felelősek. A tápfeszültség bekapcsolásakor az A és B kapcsoló bekapcsolt állapotban van, és a kondenzátor töltése megkezdődik:
Ha a kondenzátor és a töltőrendszer ugyanazon a potenciálon van, az A és B kapcsolók OFF állapotba kapcsolnak, ami azt jelenti, hogy a kondenzátor teljesen fel van töltve.
Most, amikor a defibrillátor szondáit a test kijelölt területére rögzítik, a kondenzátorok kisülni kezdenek, ami azonnali sokkot okoz a szívnek. Először az 1. és 4. kapcsoló zár, és az áram elkezd folyni, és ezt az áramirányt előre iránynak nevezzük.
Egy idő után az áram iránya megváltozik, és az ellenkező irányba kezd folyni, az általa mutatott hullámformát bifázisos hullámformának nevezik.
Ha a grafikon tartósan nullát ér el, ez azt jelenti, hogy a kondenzátor teljesen lemerült, és itt van a defibrillátor hullámformája:
A kapcsolási intervallum itt az az idő, amikor az áram iránya megváltozik, és a kisülési áramkör mind a négy kapcsolója OFF állapotba kerül, hogy elkerülje a rövidzárlatot.
Miért használnak kondenzátort a defibrillátorban?
A kondenzátor az akkumulátorokhoz képest kisebb méretüknek és fejlett technológiájuknak köszönhetően gyorsan képes töltést tárolni. Ezenkívül a defibrillátor jelentős mennyiségű feszültséget igényel a kimeneten, amelyet az akkumulátor a méretkorlátozás miatt nem tud biztosítani.
Az akkumulátorok általában kémiai reakciókat alkalmaznak az energia tárolására és felszabadítására, és ez korlátozza a töltési sebességet, és ez a helyzet a kisülésre is. Ráadásul az akkumulátorok gyorsabban kezdenek lemerülni, mint a kondenzátorok, így a töltési kapacitásuk is csökken. Ez arra a következtetésre jut, hogy az akkumulátorok nem képesek hosszú ideig tartani a magas feszültséget.
Másrészt a kondenzátorok összetételüknek köszönhetően viszonylag könnyen, rövidebb idő alatt képesek tárolni a nagyfeszültséget. Ezenkívül a kondenzátor élettartama a töltés tárolására való képességét tekintve meglehetősen magas, különösen, ha szuperkondenzátorokról van szó. Kondenzátorral az azonnali sokk könnyen leadható a gyors kisülésnek köszönhetően állandó árammal, szikra nélkül.
Következtetés
A defibrillátor olyan elektromos eszköz, amely sokkot ad, amely segít a szívnek visszanyerni a stabil ritmust, vagy kezelést nyújt a kamrafibrillációhoz. Általában a szív nagyfeszültségű sokkjának biztosítására egy kondenzátort használnak, amelyet tápegység vagy akkumulátor tölt fel. A kondenzátorok használata előnyben részesítendő gyors töltésük és kisütésük, nagyfeszültség tárolási képességük és stabil kimenetük miatt.