Defibrillaattori on laite, joka tuottaa sähköiskun lyhyeksi ajaksi palauttaakseen sydämen vakaan rytmin. Kondensaattoreita käytetään tavallisesti defibrillaattoreissa paristojen sijasta välittömän iskun aikaansaamiseksi. Kannettavissa defibrillaattorissa akkuja käytetään kuitenkin virtalähteenä kondensaattoreiden lataamiseen.
Kondensaattorit ovat varastoivia laitteita, jotka absorboivat ylimääräistä energiaa piirissä tai järjestelmän transienteissa ja vapauttavat sitten niihin varastoidun varauksen tarvittaessa. Lisäksi ne toimivat myös lyhytaikaisina akkuina, jotka latautuvat ja purkautuvat melko nopeasti toisin kuin perinteiset akut, vaikka ne eivät kestä latausta pidempään.
Pääpiirteet:
Kuinka defibrillaattori toimii?
Defibrillaattorin kondensaattorien käytön ymmärtämiseksi on tiedettävä defibrillaattorin toiminta. Joten defibrillaattorissa on kaksi piiriä, joista toinen vastaa kondensaattorin lataamisesta ja toinen kondensaattorin purkamisesta. Lataus- ja purkuprosessi suoritetaan pienellä tietokoneella defibrillaattorin sisällä, mutta havainnollistaaksesi tässä on yksinkertainen defibrillaattorin piiri:
Yllä olevissa piirikytkimissä A ja B vastaavat kondensaattorin latauksesta, kun taas kytkimet 1,2,3,4 vastaavat kondensaattorin purkamisesta. Kun virta kytketään päälle, kytkimet A ja B ovat päällä ja kondensaattorin lataus alkaa:
Kun kondensaattori ja latausjärjestelmä ovat samassa potentiaalissa, kytkimet A ja B siirtyvät OFF-tilaan, mikä tarkoittaa, että kondensaattori on ladattu täyteen.
Nyt kun defibrillaattorin anturit kiinnitetään kehon määrätylle alueelle, kondensaattorit alkavat purkaa, mikä johtaa välittömään sokkiin sydämeen. Ensin kytkimet 1 ja 4 suljetaan ja virta alkaa virrata, ja tämä virran suunta tunnetaan eteenpäin suunnana.
Jonkin ajan kuluttua virran suunta muuttuu ja se alkaa virrata vastakkaiseen suuntaan, sen osoittama aaltomuoto on nimetty kaksivaiheiseksi aaltomuodoksi.
Nyt kun käyrä saavuttaa pysyvästi nollan, tämä tarkoittaa, että kondensaattori on täysin tyhjä, ja tässä on defibrillaattorin aaltomuoto:
Kytkentäväli on tässä aika, jolloin virta muuttaa suuntaa ja kaikki neljä purkauspiirin kytkintä siirtyvät OFF-tilaan oikosulun välttämiseksi.
Miksi defibrillaattorissa käytetään kondensaattoria?
Akkuihin verrattuna kondensaattori pystyy varastoimaan latausta nopeasti pienemmän koonsa ja kehittyneen teknologiansa ansiosta. Lisäksi defibrillaattori vaatii lähdössä huomattavan määrän jännitettä, jota akku ei pysty tarjoamaan kokorajoituksen vuoksi.
Akut käyttävät yleensä kemiallisia reaktioita energian varastoimiseen ja vapauttamiseen, mikä asettaa rajan sille, kuinka nopeasti ne voidaan ladata, ja sama pätee sen purkamiseen. Lisäksi akut alkavat kulua nopeammin kuin kondensaattorit ja siten myös niiden latauskapasiteetti laskee. Tämä tekee johtopäätöksen, että akut eivät voi pitää korkeaa jännitetasoa pitkiä aikoja.
Toisaalta kondensaattorit voivat koostumuksensa vuoksi varastoida korkeita jännitteitä melko helposti lyhyemmässä ajassa. Lisäksi kondensaattorin käyttöikä varauksen varastointikapasiteetin suhteen on varsin korkea varsinkin superkondensaattorien osalta. Kondensaattorilla välitön isku voidaan antaa helposti nopean purkauksen ansiosta jatkuvalla virtalla ilman kipinöitä.
Johtopäätös
Defibrillaattori on sähkölaite, joka tuottaa iskun, joka auttaa sydäntä saamaan vakaan rytmin tai hoitaa kammiovärinää. Yleensä korkeajänniteiskun aikaansaamiseksi sydämeen käytetään kondensaattoria, joka ladataan joko virtalähteestä tai akusta. Kondensaattorien käyttö on suositeltavaa, koska ne latautuvat ja purkautuvat nopeasti, pystyvät varastoimaan suuria jännitteitä ja niiden vakaan tehon.