En defibrillator är en maskin som genererar en elektrisk stöt under en kort tidsperiod för att återfå en stabil hjärtrytm. Kondensatorer används normalt i defibrillatorer istället för batterier för att ge en sådan omedelbar stöt. Men i bärbara defibrillatorer används batterier som en strömkälla för att ladda upp kondensatorerna.
Kondensatorer lagrar enheter som absorberar all extra energi i kretsen eller transienterna i systemet och sedan släpper laddningen som är lagrad i dem vid behov. Dessutom fungerar de också som korttidsbatterier som laddas och laddas ur ganska snabbt till skillnad från konventionella batterier, även om de inte kan hålla laddningen under en längre tid.
Skissera:
Hur fungerar en defibrillator?
För att förstå anledningen till att kondensatorer används i defibrillatorer är det nödvändigt att känna till hur defibrillatorn fungerar. Så defibrillatorer har två kretsar, en är ansvarig för att ladda kondensatorn och den andra är för att ladda ur kondensatorn. Processen för laddning och urladdning görs av en liten dator inuti defibrillatorn, men för att illustrera här är en enkel krets av en defibrillator:
I ovanstående kretsomkopplare är A och B ansvariga för laddningen av kondensatorn medan omkopplarna 1,2,3,4 ansvarar för att ladda ur kondensatorn. När strömmen slås på är omkopplarna A och B i påslaget läge och laddningen av kondensatorn startas:
När kondensatorn och laddningssystemet är på samma potential går omkopplarna A och B till OFF-läge vilket betyder att kondensatorn är fulladdad.
När nu defibrillatorns sonder är fästa på det avsedda området på kroppen börjar kondensatorerna laddas ur vilket resulterar i en omedelbar chock för hjärtat. Först stängs omkopplarna 1 och 4 och strömmen börjar flyta, och denna strömriktning är känd som framåtriktningen.
Efter en tid kommer strömmens riktning att ändras och den kommer att börja flyta i motsatt riktning, vågformen den visar kallas bifasisk vågform.
Nu när grafen når noll permanent betyder detta att kondensatorn är helt urladdad och här är defibrillatorns vågform:
Omkopplingsintervallet här är den tid då strömmen ändrar sin riktning och alla fyra strömbrytarna i urladdningskretsen går till AV-läge för att undvika kortslutning.
Varför används en kondensator i en defibrillator?
Kondensatorn, jämfört med batterierna, kan lagra laddning snabbt på grund av deras mindre storlek och avancerade teknik. Dessutom kräver defibrillatorn en betydande mängd spänning vid utgången, vilket ett batteri inte kan tillhandahålla på grund av storleksbegränsningen.
Batterier använder vanligtvis kemiska reaktioner för att lagra och frigöra energin och detta sätter en gräns för hur snabbt den kan laddas, och detsamma är fallet för dess urladdning. Dessutom börjar batterierna att brytas ned snabbare jämfört med kondensatorerna, och därmed minskar även deras laddningskapacitet. Detta drar slutsatsen att batterier inte kan hålla höga spänningsnivåer under längre tidsperioder.
Å andra sidan kan kondensatorerna på grund av sin sammansättning ganska enkelt lagra höga spänningar på kortare tid. Dessutom är kondensatorns livslängd vad gäller dess kapacitet att lagra laddningen ganska hög, särskilt när det gäller superkondensatorer. Med en kondensator kan omedelbar chock levereras enkelt på grund av den snabba urladdningen med ett konstant strömflöde utan några gnistor.
Slutsats
En defibrillator är en elektrisk apparat som producerar en stöt som hjälper hjärtat att återfå en stabil rytm eller ger behandling för kammarflimmer. Vanligtvis, för att ge en högspänningschock till hjärtat, används en kondensator som laddas av antingen en strömkälla eller ett batteri. Användningen av kondensatorer är att föredra på grund av deras snabba laddning och urladdning, deras förmåga att lagra höga spänningar och deras stabila uteffekt.