Defibrilátor je přístroj, který na krátkou dobu generuje elektrický výboj, aby znovu získal stabilní srdeční rytmus. Kondenzátory se běžně používají v defibrilátorech místo baterií, aby poskytly takový okamžitý výboj. V přenosných defibrilátorech se však jako zdroj energie pro nabíjení kondenzátorů používají baterie.
Kondenzátory jsou akumulační zařízení, která absorbují veškerou energii navíc v obvodu nebo přechodové jevy v systému a poté v případě potřeby uvolňují náboj uložený v nich. Kromě toho fungují také jako krátkodobé baterie, které se nabíjejí a vybíjejí poměrně rychle na rozdíl od konvenčních baterií, i když nedokážou udržet nabití delší dobu.
Obrys:
Jak funguje defibrilátor?
Abychom pochopili důvod, proč se v defibrilátorech používají kondenzátory, je nutné znát funkci defibrilátoru. Defibrilátory tedy mají dva okruhy, jeden je zodpovědný za nabíjení kondenzátoru a druhý za vybíjení kondenzátoru. Proces nabíjení a vybíjení provádí malý počítač uvnitř defibrilátoru, ale pro ilustraci uvádíme jednoduchý obvod defibrilátoru:
Ve výše uvedených spínačích obvodu jsou A a B odpovědné za nabíjení kondenzátoru, zatímco spínače 1,2,3,4 jsou odpovědné za vybíjení kondenzátoru. Když je napájení zapnuto, spínače A a B jsou v zapnutém stavu a nabíjení kondenzátoru je zahájeno:
Jakmile jsou kondenzátor a nabíjecí systém na stejném potenciálu, spínače A a B přejdou do stavu OFF, což znamená, že kondenzátor je plně nabitý.
Nyní, když jsou sondy defibrilátoru připojeny k určené oblasti těla, kondenzátory se začnou vybíjet, což má za následek okamžitý šok pro srdce. První spínače 1 a 4 jsou sepnuty a proud začne téci a tento směr proudu je známý jako dopředný směr.
Po nějaké době se směr proudu změní a proud začne téci opačným směrem, průběh, který ukazuje, se nazývá dvoufázový průběh.
Jakmile graf trvale dosáhne nuly, znamená to, že kondenzátor je zcela vybitý a zde je průběh defibrilátoru:
Interval sepnutí je zde doba, kdy proud změní svůj směr a všechny čtyři spínače vybíjecího obvodu přejdou do stavu OFF, aby nedošlo ke zkratu.
Proč se v defibrilátoru používá kondenzátor?
Kondenzátor, ve srovnání s bateriemi, dokáže rychle akumulovat náboj díky své menší velikosti a pokročilé technologii. Navíc defibrilátor vyžaduje na výstupu značné množství napětí, které baterie nemůže poskytnout kvůli omezení velikosti.
Baterie obvykle používají chemické reakce k ukládání a uvolňování energie, což omezuje, jak rychle je lze nabíjet, a totéž platí pro jejich vybíjení. Navíc se baterie začnou rychleji vybíjet ve srovnání s kondenzátory a tím klesá i jejich nabíjecí kapacita. To vede k závěru, že baterie nemohou udržet vysoké napětí po dlouhou dobu.
Na druhou stranu kondenzátory díky svému složení dokážou poměrně snadno akumulovat vysoké napětí za kratší dobu. Navíc životnost kondenzátoru, pokud jde o jeho kapacitu pro uložení náboje, je poměrně vysoká, zejména pokud jde o superkondenzátory. S kondenzátorem lze snadno dodat okamžitý šok díky rychlému vybíjení s konstantním tokem proudu bez jakýchkoli jisker.
Závěr
Defibrilátor je elektrické zařízení, které vytváří výboj, který pomáhá srdci získat stabilní rytmus nebo poskytuje léčbu komorové fibrilace. Obvykle se k poskytnutí vysokonapěťového šoku srdci používá kondenzátor, který se nabíjí buď zdrojem energie, nebo baterií. Použití kondenzátorů je preferováno kvůli jejich rychlému nabíjení a vybíjení, jejich schopnosti ukládat vysoké napětí a jejich stabilnímu výkonu.