Un defibrillatore è una macchina che genera una scarica elettrica per un breve periodo di tempo per ripristinare un ritmo cardiaco stabile. I condensatori vengono normalmente utilizzati nei defibrillatori al posto delle batterie per fornire uno shock così istantaneo. Tuttavia, nei defibrillatori portatili, le batterie vengono utilizzate come fonte di alimentazione per caricare i condensatori.
I condensatori immagazzinano dispositivi che assorbono l'energia extra nel circuito o i transitori nel sistema e quindi rilasciano la carica immagazzinata in essi quando necessario. Inoltre, agiscono anche come batterie a breve termine che si caricano e si scaricano abbastanza rapidamente a differenza delle batterie convenzionali, sebbene non possano mantenere la carica per un tempo più lungo.
Contorno:
- Come funziona un defibrillatore?
- Perché viene utilizzato un condensatore in un defibrillatore?
- Conclusione
Come funziona un defibrillatore?
Per comprendere il motivo per cui vengono utilizzati i condensatori nei defibrillatori è necessario conoscere il funzionamento del defibrillatore. Pertanto, i defibrillatori hanno due circuiti, uno è responsabile della carica del condensatore e l'altro è della scarica del condensatore. Il processo di carica e scarica viene eseguito da un piccolo computer all'interno del defibrillatore, ma per illustrarlo ecco un semplice circuito di un defibrillatore:
Negli interruttori del circuito sopra, A e B sono responsabili della carica del condensatore mentre gli interruttori 1,2,3,4 sono responsabili della scarica del condensatore. Quando l'alimentazione è accesa, gli interruttori A e B sono nello stato acceso e viene avviata la carica del condensatore:
Una volta che il condensatore e il sistema di carica hanno lo stesso potenziale, gli interruttori A e B passano allo stato OFF, il che significa che il condensatore è completamente carico.
Ora, quando le sonde del defibrillatore vengono collegate all'area designata del corpo, i condensatori iniziano a scaricarsi provocando uno shock istantaneo al cuore. I primi interruttori 1 e 4 vengono chiusi e la corrente inizia a fluire, e questa direzione della corrente è nota come direzione in avanti.
Dopo un po' di tempo, la direzione della corrente cambierà e inizierà a fluire nella direzione opposta, la forma d'onda che mostra è denominata forma d'onda bifasica.
Ora una volta che il grafico raggiunge lo zero permanentemente significa che il condensatore è completamente scarico ed ecco la forma d'onda del defibrillatore:
L'intervallo di commutazione qui è il tempo in cui la corrente cambia direzione e tutti e quattro gli interruttori del circuito di scarica passano allo stato OFF per evitare un cortocircuito.
Perché viene utilizzato un condensatore in un defibrillatore?
Il condensatore, rispetto alle batterie, può immagazzinare la carica rapidamente grazie alle loro dimensioni ridotte e alla tecnologia avanzata. Inoltre, il defibrillatore richiede una notevole quantità di tensione in uscita, che una batteria non può fornire a causa delle dimensioni limitate.
Le batterie di solito utilizzano reazioni chimiche per immagazzinare e rilasciare l'energia e questo pone un limite alla velocità con cui possono essere caricate, e lo stesso vale per la loro scarica. Inoltre, le batterie iniziano a degradarsi più velocemente rispetto ai condensatori e quindi diminuisce anche la loro capacità di carica. Ciò porta alla conclusione che le batterie non possono mantenere livelli di tensione elevati per lunghi periodi di tempo.
D'altra parte, i condensatori, grazie alla loro composizione, possono immagazzinare tensioni elevate abbastanza facilmente in un minor tempo. Inoltre, la durata di vita del condensatore per quanto riguarda la sua capacità di immagazzinare la carica è piuttosto elevata soprattutto quando si tratta di supercondensatori. Con un condensatore, la scarica istantanea può essere erogata facilmente grazie alla scarica rapida con un flusso di corrente costante senza scintille.
Conclusione
Un defibrillatore è un dispositivo elettrico che produce uno shock che aiuta il cuore a ritrovare un ritmo stabile o fornisce un trattamento per la fibrillazione ventricolare. Di solito, per fornire uno shock ad alta tensione al cuore viene utilizzato un condensatore che viene caricato da un alimentatore o da una batteria. L'uso dei condensatori è preferito per la loro rapida carica e scarica, la loro capacità di immagazzinare tensioni elevate e la loro uscita stabile.