Дефибриллятор — это аппарат, который генерирует электрический разряд в течение короткого периода времени, чтобы восстановить стабильный ритм сердца. Для обеспечения такого мгновенного разряда в дефибрилляторах вместо батарей обычно используются конденсаторы. Однако в портативных дефибрилляторах в качестве источника питания для зарядки конденсаторов используются батарейки.
Конденсаторы — это накопительные устройства, которые поглощают любую дополнительную энергию в цепи или переходные процессы в системе, а затем при необходимости высвобождают накопленный в них заряд. Более того, они также действуют как аккумуляторы кратковременного действия, которые заряжаются и разряжаются довольно быстро в отличие от обычных аккумуляторов, хотя и не могут удерживать заряд более длительное время.
Контур:
Как работает дефибриллятор?
Чтобы понять причину использования конденсаторов в дефибрилляторах, необходимо знать принцип работы дефибриллятора. Итак, дефибрилляторы имеют две цепи, одна отвечает за зарядку конденсатора, а другая – за разрядку конденсатора. Процесс зарядки и разрядки выполняется небольшим компьютером внутри дефибриллятора, но для иллюстрации здесь приведена простая схема дефибриллятора:
В приведенных выше переключателях схемы A и B отвечают за зарядку конденсатора, тогда как переключатели 1,2,3,4 отвечают за разрядку конденсатора. При включении питания переключатели А и В находятся во включенном состоянии и начинается зарядка конденсатора:
Как только конденсатор и система зарядки имеют одинаковый потенциал, переключатели A и B переходят в состояние ВЫКЛ, что означает, что конденсатор полностью заряжен.
Теперь, когда датчики дефибриллятора прикрепляются к указанному участку тела, конденсаторы начинают разряжаться, что приводит к мгновенному шоку сердца. Сначала переключатели 1 и 4 замыкаются, и начинает течь ток, и это направление тока известно как прямое направление.
Через некоторое время направление тока изменится и он начнет течь в противоположном направлении. Форма сигнала, который он показывает, называется двухфазным сигналом.
Теперь, когда график постоянно достигает нуля, это означает, что конденсатор полностью разряжен, и вот форма сигнала дефибриллятора:
Интервал переключения здесь — это время, когда ток меняет свое направление и все четыре переключателя разрядной цепи переходят в состояние ВЫКЛ во избежание короткого замыкания.
Почему в дефибрилляторе используется конденсатор?
Конденсатор, по сравнению с батареями, может быстро накапливать заряд благодаря меньшему размеру и передовой технологии. Более того, дефибриллятору требуется значительное напряжение на выходе, которое батарея не может обеспечить из-за ограничений по размеру.
В батареях обычно используются химические реакции для хранения и высвобождения энергии, и это накладывает ограничения на скорость их зарядки, то же самое относится и к ее разрядке. Более того, батареи начинают деградировать быстрее по сравнению с конденсаторами, а значит, и их зарядная емкость также снижается. Это позволяет сделать вывод, что батареи не могут удерживать высокие уровни напряжения в течение длительных периодов времени.
С другой стороны, конденсаторы благодаря своему составу могут легко сохранять высокое напряжение за меньшее время. Более того, срок службы конденсатора с точки зрения его способности хранить заряд довольно высок, особенно когда речь идет о суперконденсаторах. С помощью конденсатора можно легко вызвать мгновенный электрический разряд благодаря быстрому разряду с постоянным потоком тока без каких-либо искр.
Заключение
Дефибриллятор — это электрическое устройство, которое производит разряд, который помогает сердцу восстановить стабильный ритм или обеспечивает лечение фибрилляции желудочков. Обычно для подачи высоковольтного удара в сердце используется конденсатор, который заряжается либо от источника питания, либо от батареи. Использование конденсаторов является предпочтительным из-за их быстрой зарядки и разрядки, способности сохранять высокое напряжение и стабильной выходной мощности.