제세동기는 심장의 안정된 박동을 회복하기 위해 짧은 시간 동안 전기 충격을 발생시키는 기계입니다. 제세동기에는 일반적으로 배터리 대신 커패시터가 사용되어 즉각적인 충격을 제공합니다. 그러나 휴대용 제세동기에서는 배터리가 커패시터를 충전하는 전원으로 사용됩니다.
커패시터는 회로의 추가 에너지나 시스템의 과도 현상을 흡수한 다음 필요할 때 저장된 전하를 방출하는 저장 장치입니다. 또한, 장시간 충전을 유지할 수는 없지만 기존 배터리와 달리 매우 빠르게 충전 및 방전되는 단기 배터리 역할도 합니다.
개요:
제세동기는 어떻게 작동하나요?
제세동기에 커패시터가 사용되는 이유를 이해하려면 제세동기의 작동 원리를 알아야 합니다. 따라서 제세동기에는 두 개의 회로가 있습니다. 하나는 커패시터를 충전하고 다른 하나는 커패시터를 방전합니다. 충전 및 방전 과정은 제세동기 내부의 소형 컴퓨터에 의해 수행되지만 여기서는 제세동기의 간단한 회로를 설명하겠습니다.
위의 회로 스위치에서 A와 B는 커패시터 충전을 담당하고 스위치 1,2,3,4는 커패시터 방전을 담당합니다. 전원이 켜지면 스위치 A와 B가 온 상태가 되고 커패시터의 충전이 시작됩니다.
커패시터와 충전 시스템이 동일한 전위에 있으면 스위치 A와 B는 OFF 상태가 되며 이는 커패시터가 완전히 충전되었음을 의미합니다.
이제 제세동기의 탐침을 신체의 지정된 부위에 부착하면 축전기가 방전되기 시작하여 심장에 즉각적인 충격을 줍니다. 첫 번째 스위치 1과 4가 닫히고 전류가 흐르기 시작하는데, 이 전류의 방향을 순방향이라고 합니다.
일정 시간이 지나면 전류의 방향이 바뀌고 반대 방향으로 흐르기 시작합니다. 전류가 표시하는 파형을 이상파형이라고 합니다.
이제 그래프가 영구적으로 0에 도달하면 이는 커패시터가 완전히 방전되었음을 의미하며 다음은 제세동기의 파형입니다.
여기서 스위칭 간격은 전류의 방향이 바뀌고 단락을 피하기 위해 방전 회로의 4개 스위치가 모두 OFF 상태가 되는 시간입니다.
제세동기에 커패시터를 사용하는 이유는 무엇입니까?
커패시터는 배터리에 비해 크기가 작고 첨단 기술로 인해 전하를 빠르게 저장할 수 있습니다. 더욱이 제세동기는 출력에서 상당한 양의 전압을 필요로 하는데, 크기 제약으로 인해 배터리가 제공할 수 없는 전압입니다.
배터리는 일반적으로 에너지를 저장하고 방출하기 위해 화학 반응을 사용하며 이로 인해 충전 속도가 제한되며 방전도 마찬가지입니다. 더욱이 배터리는 커패시터에 비해 더 빨리 성능이 저하되기 시작하여 충전 용량도 감소합니다. 이는 배터리가 오랜 시간 동안 높은 전압 수준을 유지할 수 없다는 결론을 내립니다.
반면에 커패시터는 그 구성으로 인해 짧은 시간 내에 매우 쉽게 고전압을 저장할 수 있습니다. 더욱이, 전하 저장 용량과 관련된 커패시터의 수명은 특히 슈퍼커패시터의 경우 상당히 높습니다. 캐패시터를 사용하면 스파크가 발생하지 않고 일정한 전류의 흐름으로 급속 방전되므로 순간적인 충격을 쉽게 전달할 수 있습니다.
결론
제세동기는 심장이 안정적인 박동을 회복하도록 돕거나 심실세동을 치료하는 데 도움이 되는 충격을 생성하는 전기 장치입니다. 일반적으로 심장에 고전압 충격을 가하기 위해 전원 공급 장치나 배터리로 충전되는 커패시터가 사용됩니다. 커패시터의 사용은 빠른 충전 및 방전, 고전압 저장 능력 및 안정적인 출력 때문에 선호됩니다.