Defibrilator je naprava, ki za kratek čas ustvari električni sunek, da ponovno vzpostavi stabilen ritem srca. Kondenzatorji se običajno uporabljajo v defibrilatorjih namesto baterij za zagotovitev takega takojšnjega šoka. Vendar pa se v prenosnih defibrilatorjih baterije uporabljajo kot vir energije za polnjenje kondenzatorjev.
Kondenzatorji so naprave za shranjevanje, ki absorbirajo kakršno koli dodatno energijo v vezju ali prehodne pojave v sistemu in nato po potrebi sprostijo naboj, shranjen v njih. Poleg tega delujejo tudi kot kratkotrajne baterije, ki se polnijo in praznijo precej hitro za razliko od običajnih baterij, čeprav ne morejo zadržati napolnjenosti dlje časa.
Oris:
Kako deluje defibrilator?
Da bi razumeli, zakaj se v defibrilatorjih uporabljajo kondenzatorji, je potrebno poznati delovanje defibrilatorja. Torej imajo defibrilatorji dva kroga, eden je odgovoren za polnjenje kondenzatorja, drugi pa za praznjenje kondenzatorja. Postopek polnjenja in praznjenja poteka z majhnim računalnikom v defibrilatorju, a za ponazoritev je tukaj preprosto vezje defibrilatorja:
V zgornjih stikalih vezja sta A in B odgovorna za polnjenje kondenzatorja, medtem ko so stikala 1,2,3,4 odgovorna za praznjenje kondenzatorja. Ko je napajanje vklopljeno, sta stikali A in B v stanju vklopa in začne se polnjenje kondenzatorja:
Ko sta kondenzator in polnilni sistem na istem potencialu, preideta stikali A in B v stanje IZKLOP, kar pomeni, da je kondenzator popolnoma napolnjen.
Zdaj, ko so sonde defibrilatorja pritrjene na določeno področje telesa, se začnejo kondenzatorji prazniti, kar povzroči takojšen šok za srce. Prvi stikali 1 in 4 sta zaprti in tok začne teči, ta smer toka pa je znana kot smer naprej.
Čez nekaj časa se bo smer toka spremenila in začel bo teči v nasprotni smeri, valovna oblika, ki jo prikazuje, se imenuje bifazna valovna oblika.
Ko graf trajno doseže ničlo, to pomeni, da je kondenzator popolnoma izpraznjen in tukaj je valovna oblika defibrilatorja:
Preklopni interval je čas, ko tok spremeni svojo smer in vsa štiri stikala razelektritvenega tokokroga preidejo v stanje IZKLOP, da se prepreči kratek stik.
Zakaj se v defibrilatorju uporablja kondenzator?
Kondenzator lahko v primerjavi z baterijami zaradi svoje manjše velikosti in napredne tehnologije hitro shrani naboj. Poleg tega defibrilator zahteva precejšnjo količino napetosti na izhodu, ki je baterija ne more zagotoviti zaradi omejitve velikosti.
Baterije običajno uporabljajo kemične reakcije za shranjevanje in sproščanje energije, kar omejuje, kako hitro jih je mogoče napolniti, in enako velja za njihovo praznjenje. Poleg tega se baterije začnejo hitreje razgrajevati v primerjavi s kondenzatorji, s čimer se zmanjša tudi njihova polnilna zmogljivost. Iz tega sklepamo, da baterije ne morejo vzdrževati visoke napetosti dalj časa.
Po drugi strani pa lahko kondenzatorji zaradi svoje sestave zelo enostavno shranijo visoke napetosti v krajšem času. Poleg tega je življenjska doba kondenzatorja glede na njegovo zmogljivost shranjevanja naboja precej visoka, zlasti ko gre za superkondenzatorje. S kondenzatorjem je mogoče preprosto izvesti takojšen šok zaradi hitrega praznjenja s konstantnim tokom brez isker.
Zaključek
Defibrilator je električna naprava, ki proizvaja šok, ki pomaga srcu ponovno vzpostaviti stabilen ritem ali zagotavlja zdravljenje ventrikularne fibrilacije. Običajno se za zagotavljanje visokonapetostnega šoka srcu uporablja kondenzator, ki se polni z napajalnikom ali baterijo. Uporaba kondenzatorjev je prednostna zaradi njihovega hitrega polnjenja in praznjenja, njihove sposobnosti shranjevanja visokih napetosti in njihovega stabilnega izhoda.