Um desfibrilador é uma máquina que gera um choque elétrico por um curto período de tempo para recuperar um ritmo cardíaco estável. Capacitores são normalmente usados em desfibriladores em vez de baterias para fornecer um choque instantâneo. No entanto, em desfibriladores portáteis, as baterias são usadas como fonte de energia para carregar os capacitores.
Capacitores são dispositivos de armazenamento que absorvem qualquer energia extra no circuito ou transientes no sistema e então liberam a carga armazenada neles quando necessário. Além disso, também funcionam como baterias de curto prazo que carregam e descarregam muito rapidamente, ao contrário das baterias convencionais, embora não consigam manter a carga por mais tempo.
Contorno:
Como funciona um desfibrilador?
Para entender o motivo pelo qual capacitores são usados em desfibriladores é necessário conhecer o funcionamento do desfibrilador. Assim, os desfibriladores possuem dois circuitos, um é responsável por carregar o capacitor e outro por descarregar o capacitor. O processo de carga e descarga é feito por um pequeno computador dentro do desfibrilador, mas para ilustrar aqui está um circuito simples de um desfibrilador:
Nas chaves do circuito acima, A e B são responsáveis pela carga do capacitor, enquanto as chaves 1,2,3,4 são responsáveis por descarregar o capacitor. Quando a energia é ligada, os interruptores A e B estão ligados e o carregamento do capacitor é iniciado:
Assim que o capacitor e o sistema de carga estiverem no mesmo potencial, os interruptores A e B vão para o estado DESLIGADO, o que significa que o capacitor está totalmente carregado.
Agora, quando as sondas do desfibrilador são fixadas na área designada do corpo, os capacitores começam a descarregar, resultando em um choque instantâneo no coração. Os primeiros interruptores 1 e 4 são fechados e a corrente começa a fluir, e esta direção da corrente é conhecida como direção direta.
Depois de algum tempo, a direção da corrente mudará e ela começará a fluir na direção oposta, a forma de onda que ela mostra é chamada de forma de onda bifásica.
Agora, quando o gráfico chega a zero permanentemente, isso significa que o capacitor está totalmente descarregado e aqui está a forma de onda do desfibrilador:
O intervalo de comutação aqui é o momento em que a corrente muda de direção e todos os quatro interruptores do circuito de descarga entram no estado DESLIGADO para evitar um curto-circuito.
Por que um capacitor é usado em um desfibrilador?
O capacitor, em comparação com as baterias, pode armazenar carga rapidamente devido ao seu tamanho menor e tecnologia avançada. Além disso, o desfibrilador requer uma quantidade significativa de tensão na saída, que uma bateria não pode fornecer devido à restrição de tamanho.
As baterias costumam usar reações químicas para armazenar e liberar energia e isso limita a rapidez com que ela pode ser carregada, e o mesmo acontece com sua descarga. Além disso, as baterias começam a degradar-se mais rapidamente em comparação com os condensadores e, portanto, a sua capacidade de carga também diminui. Isto tira a conclusão de que as baterias não podem manter altos níveis de tensão por longos períodos de tempo.
Por outro lado, os capacitores devido à sua composição podem armazenar altas tensões com bastante facilidade em menos tempo. Além disso, a vida útil do capacitor em relação à sua capacidade de armazenamento de carga é bastante elevada, principalmente quando se trata de supercapacitores. Com um capacitor, o choque instantâneo pode ser aplicado facilmente devido à descarga rápida com um fluxo constante de corrente sem faíscas.
Conclusão
Um desfibrilador é um dispositivo elétrico que produz um choque que ajuda o coração a recuperar um ritmo estável ou fornece tratamento para fibrilação ventricular. Normalmente, para fornecer um choque de alta voltagem ao coração, é usado um capacitor que é carregado por uma fonte de alimentação ou por uma bateria. O uso de capacitores é preferido devido à sua rápida carga e descarga, sua capacidade de armazenar altas tensões e sua saída estável.