V tej objavi na blogu bomo na lahko razumljiv in privlačen način razčlenili načela delovanja elektrošokerjev in tehnologijo elektrotehnike, ki stoji za njimi.
Nedavna poročila v medijih pogosto poročajo o primerih spolnih napadov ali umorov žensk, ki se ponoči sprehajajo same. Medtem ko svet postaja vse bolj nevaren, se ženske ne morejo kar tako odpovedati poznim nočnim izhodom in ves čas ostati doma. Tudi če se naučijo samoobrambe, jim v resnični nevarnosti strah in panika pogosto otežujeta učinkovito uporabo njihovih veščin. In tudi če jih uporabijo, jih v večini primerov moška fizična moč zlahka premaga. Glede na te okoliščine ni presenetljivo, da vedno več žensk nosi pripomočke za samoobrambo.
Ko gre za naprave za samoobrambo, prva stvar, ki pride na misel, je »elektrošoker«. Elektrošokerji se ne uporabljajo le kot orodje za samoobrambo; uporabljajo se tudi v bolnišnicah za oživljanje pacientov, ki jim je srce prenehalo bitje, policija pa jih pogosto uporablja kot opremo za nadzor izgredov. Na primer, naprave, kot je taser, se dejansko uporabljajo na kraju samem za ukrotitev kriminalcev ali nevarnih posameznikov. Glede na te različne uporabe, kako natančno delujejo elektrošokerji?
Na splošno načelo delovanja elektrošokerja vključuje vzdrževanje visoke napetosti v notranjosti in v trenutku, ko pride v stik s tarčo, skozi katero lahko teče tok, hitro sprosti shranjeni tok, da zagotovi močan sunek energije. Preprosto povedano, tako kot voda v trenutku brizgne ven, ko se v jezu, napolnjenem z vodo, pojavi majhna luknja, elektrošoker v trenutku sprosti vso svojo nakopičeno napetost. Za tem na videz preprostim načelom se skriva "vezje podvojevalnika napetosti", osrednja komponenta elektrotehnike, ki igra ključno vlogo.
Izraz »vezje za podvojitev napetosti« se morda sliši neznano, vendar gre za napravo, ki, kot že ime pove, podvoji napetost. To vezje je sestavljeno iz usmernika in kondenzatorja; usmernik pretvarja izmenični tok (AC) v enosmerni tok (DC), medtem ko kondenzator shranjuje električno energijo. Elektrika, ki se dovaja domovom in napravam, je običajno v obliki izmeničnega toka. Ta izmenična napetost se prek usmernika pretvori v enosmerni tok, nato shrani v kondenzatorju in po potrebi sprosti kot visoka napetost.
Da bi to podrobneje razložili, usmernik uporablja načelo pretvorbe energije med magnetnimi in električnimi silami. Magnetna sila je sila, ki jo ustvarja magnet, medtem ko je električna sila sila, ki omogoča pretok elektronov. Magnetna sila se kaže kot magnetno polje, električna sila pa kot napetost. V skladu z zakonom o ohranitvi energije skupna količina energije ostane konstantna; zato, če se energija na eni strani zmanjša, se na drugi poveča. Na primer, ko se magnetno polje zmanjša, se napetost poveča. Da bi ta proces lažje razumeli, si predstavljajte peščeno uro. Skupna količina peska v peščeni uri ostane konstantna, ko pa se pesek na eni strani izsipa, se na drugi kopiči. Usmernik deluje na podoben način in pretvarja nizko napetost v visoko napetost.
Pretvorjena napetost se shrani v kondenzatorju. Kondenzator deluje kot prej omenjeni jez. Z drugimi besedami, vezje usmernika za povečanje napetosti je zasnovano tako, da poveča napetost skozi usmernik, jo shrani v kondenzatorju in jo nato sprosti, ko je to potrebno. Na podlagi tega načela elektrošoker postopoma ojača nizko napetost, da jo pretvori v visoko napetost, jo shrani in nato takoj sprosti močan tok v trenutku, ko pride v stik s človeškim telesom. S ponavljanjem tega postopka lahko elektrošoker ustvari najvišjo napetost približno 60,000 voltov.
Na kratko smo preučili princip delovanja elektrošokerjev. Zanimivo je, da je mogoče elektrošokerje relativno preprosto sestaviti z uporabo le zelo osnovnih komponent elektrotehnike. Elektrotehnika se je v bistvu razvila s ciljem ustvariti »tehnologijo, uporabno v vsakdanjem življenju«, in elektrošokerje nenehno raziskujejo v okviru tega cilja. Ker se na primer omejen doseg elektrošokerjev pogosto navaja kot problem v praktični uporabi, trenutno potekajo raziskave za razvoj praktičnih aplikacij v obliki dolgih pušk, ki izstreljujejo izstrelke. Da bi ti izstrelki delovali kot elektrošokerji, morajo biti ne le miniaturizirani, temveč zahtevajo tudi bolj dovršeno tehnologijo, ki zagotavlja učinkovit električni šok ne glede na to, kje izstrelek zadene tarčo.
Poleg tega bi lahko orožje, ki smo ga nekoč videli le v stripih ali filmih – kot so »pištole, ki streljajo elektriko v ravni črti« ali »meči iz elektrike« – nekega dne postalo resničnost. Elektrotehnika ostaja področje z ogromnim potencialom in se bo še naprej razvijala kot ključna disciplina, ki ne le zagotavlja vsakodnevno varnost in udobje, temveč tudi postavlja temelje za prihodnje tehnologije.
