Defibrilatör, kalbin sabit ritmini yeniden sağlamak için kısa süreliğine elektrik şoku üreten bir makinedir. Kapasitörler normalde defibrilatörlerde böylesine anlık bir şok sağlamak için piller yerine kullanılır. Ancak portatif defibrilatörlerde kapasitörleri şarj etmek için güç kaynağı olarak piller kullanılır.
Kondansatörler, devredeki veya sistemdeki geçici durumları emen ve gerektiğinde içlerinde depolanan yükü serbest bırakan depolayan cihazlardır. Üstelik klasik pillerden farklı olarak oldukça hızlı şarj olup deşarj olan, ancak şarjı daha uzun süre tutamayan kısa süreli pil görevi de görüyorlar.
Ana hat:
Defibrilatör Nasıl Çalışır?
Defibrilatörlerde kapasitör kullanımının nedenini anlamak için defibrilatörün çalışmasını bilmek gerekir. Yani defibrilatörlerin iki devresi vardır; biri kondansatörün şarj edilmesinden, diğeri kondansatörün boşaltılmasından sorumludur. Şarj etme ve boşaltma işlemi, defibrilatörün içindeki küçük bir bilgisayar tarafından gerçekleştirilir, ancak burada örnek olarak basit bir defibrilatör devresi verilmiştir:
Yukarıdaki devre anahtarlarında, A ve B kapasitörün şarj edilmesinden sorumludur; 1,2,3,4 anahtarları ise kapasitörün boşaltılmasından sorumludur. Güç açıldığında A ve B anahtarları açık durumdadır ve kondansatörün şarjı başlatılır:
Kondansatör ve şarj sistemi aynı potansiyelde olduğunda, A ve B anahtarları KAPALI duruma geçer, bu da kondansatörün tamamen şarj olduğu anlamına gelir.
Artık defibrilatörün probları vücudun belirlenen bölgesine takıldığında kapasitörler boşalmaya başlıyor ve bu da kalbe anında şok verilmesine neden oluyor. İlk olarak 1 ve 4 numaralı anahtarlar kapatılarak akım akmaya başlar ve akımın bu yönü ileri yön olarak bilinir.
Bir süre sonra akımın yönü değişecek ve ters yönde akmaya başlayacaktır, gösterdiği dalga şekline bifazik dalga şekli adı verilmektedir.
Şimdi grafik kalıcı olarak sıfıra ulaştığında bu, kapasitörün tamamen boşaldığı anlamına gelir ve işte defibrilatörün dalga biçimi:
Buradaki anahtarlama aralığı, akımın yönünü değiştirdiği ve kısa devreyi önlemek için deşarj devresinin dört anahtarının da KAPALI duruma geçtiği zamandır.
Defibrilatörde neden Kondansatör kullanılır?
Kondansatör, pillere göre daha küçük boyutları ve ileri teknolojisi sayesinde daha hızlı şarj depolayabilmektedir. Ayrıca defibrilatör çıkışta, boyut kısıtlaması nedeniyle pilin sağlayamadığı önemli miktarda voltaj gerektirir.
Piller, enerjiyi depolamak ve serbest bırakmak için genellikle kimyasal reaksiyonlar kullanır ve bu, şarj edilebilme hızına bir sınır koyar ve aynı durum, deşarjı için de geçerlidir. Üstelik piller kapasitörlere göre daha hızlı bozulmaya başlıyor ve dolayısıyla şarj kapasiteleri de azalıyor. Bu, pillerin yüksek voltaj seviyelerini uzun süre tutamadığı sonucunu ortaya çıkarmaktadır.
Öte yandan kapasitörler, bileşimleri nedeniyle yüksek gerilimleri çok daha kısa sürede ve kolaylıkla depolayabilmektedir. Üstelik kondansatörün şarj depolama kapasitesi açısından ömrü, özellikle süperkapasitörlerde oldukça yüksektir. Bir kapasitörle, herhangi bir kıvılcım olmadan sabit bir akım akışıyla hızlı deşarj nedeniyle anında şok kolayca iletilebilir.
Çözüm
Defibrilatör, kalbin stabil bir ritim kazanmasına yardımcı olan veya ventriküler fibrilasyonun tedavisini sağlayan şok üreten elektrikli bir cihazdır. Genellikle kalbe yüksek voltajlı bir şok sağlamak için, bir güç kaynağı veya bir pil ile şarj edilen bir kapasitör kullanılır. Hızlı şarj ve deşarj olmaları, yüksek gerilimleri depolayabilmeleri ve kararlı çıkışları nedeniyle kapasitörlerin kullanımı tercih edilmektedir.