电鳗放电原理(电鳗放电原理视频)

因为电鳗体内藏着一个巨大的“蓄电池”,但是不能将它转化为生活常用电电鳗放电原理。电力,可以说是人类近代历史,甚至整个文明史上,最伟大的发明,彻底了改变现代人的生活,让我们变得如此“截然不同”。奠定电磁学的基础麦克斯韦方程组也被数学家称为“最伟大的方程组”。但是自然界不光我们人类可以使用电磁,还有一种动物,能够熟练的运用电。没错,就是深海鱼类“电鳗”,它们到底是怎么发电的呢?可以变压成常用电吗?、

电鳗放电原理(电鳗放电原理视频)

电鳗放电原理(电鳗放电原理视频)

电鳗放电原理(电鳗放电原理视频)

电鳗体内藏着一个巨大的“蓄电池”。提起电鳗放电的原理,其实还真的有点像以前我们经常用的“南孚电池”,电鳗的体内藏着一种特殊的细胞,科学家将其称之为“电细胞”,电细胞给了电鳗放电的能力;当电鳗发现攻击目标和猎物的时候,它的神经元就会给身体下达指令,体内的钠离子就会进入“电细胞”中,刺激电细胞,进而释放出数额不小的电流。但是这种电流对比起脆弱的鱼类,自然是可以致命的;但是六百伏的电压,电鳗也只能释放两毫秒,还是不足以致人类于死地。

电鳗发电并不能变压成常用电。相信大家看过上文之后,应该对电鳗发电的原理有了了解,并且也看到它的发电量“六百伏”,没错,这样微弱的电流,根本没办法将其转化为可以供给给我们日常生活使用的常用电。而且现在生物转电的科学技术还没有做到足够发达的地步,转化有效率不足百分之三十,最高也只在百分之二十六左右。如果我们真的要电鳗发电的话,恐怕要养成千上万只电鳗还不够。

综上所述,电鳗通过电细胞发电;但是不能转化为常用电。

1.电鳗在长期适应环境的演化中,产生了奇特的体内组织结构,当神经信号被激励以后,某些肌肉组织可以释放电流。2.因为电鳗产生的电压是直流的,如果变压成常用电,需要一个逆变器来把直流变成交流,一个稳压器来保持电压恒定。

化吧万能 请问皮卡丘是交流电还是直流电

从结果看:

动画中,十万伏特作用于人体时仅仅表现为焦黑电击伤,并没有出现交流电频率干扰神经系统和心肌所带来的致死性器官失常,如心脏骤停等(不然火箭队得死多少次了)。故皮卡丘输出为直流电。

从原理看:

在现实的生物界里,发电其实是特化的肌肉细胞,利用化学能移动细胞内的离子形成电势差,有点类似于神经细胞传递电脉冲信号的原理。通常一个细胞可以产生 50~150 毫伏的电压。细胞可以被视为一个个可充电小电池。

以电鳗为例,电鳗的身体长度的 2/3 被这种放电器官塞满。发育期身体越长越长时,最大电压也随之上升。这从侧面可以证明其是直流电池串联的。

这种放电原理可以直观地看出,需要有充电的过程才能放电。电鳗连续放电后电压会迅速减弱,短时休息后电压恢复正常,这和皮卡丘在动画中放电前蓄力、过度使用技能后疲劳的表现相似。

鉴于皮卡丘的食谱在动画中仅表现为吃苹果,没有大量摄入铁质或者磁化物的表现,缺少产生交流电的磁性。同时旋转磁场得到交流电的话,并不会有这种迅速短时放电的特征,因为旋转会有惯性嘛,转起来停下来都不容易。我们基本可以排除皮卡丘发电是交流电的可能。

这种串联机制中,电压与长度直接相关。发出 10w 伏特电压,需要 /0.15= 个细胞串联。假设细胞大小 10 微米,发电器官长度约为 *10^-5=6.67m,大大超出皮卡丘的身长。且神经系统很难控制如此多的发电细胞同时张开离子通道释放电压(想想特斯拉汽车的电池管理难度吧)。所以皮卡丘必然有一个直流升压系统。直流升压原理不赘述,大抵会将直流电用振荡电路转换为交流电再升压,最后整流为直流。皮卡丘放电时两颊出现的电火花,表明其双颊很可能是振荡电路的电容所在。而振荡电路的电感可能由分布在头部神经纤维构成:神经纤维电阻低,位置靠近电容,且可以有类似面神经的神经由大脑直接控制升压幅度。

由此我们可以想象皮卡丘的放电器官很可能是从耳朵一直延伸到尾部的,沿脊柱分布,最大化发电器的长度。同时在头部串联入升压电路,直接由大脑控制电压。耳朵和尾部的形状也相当适合尖端放电。从耳朵到尾巴的回路自然地位于身体背面,与脚部绝缘,不会因为接地而失去电压。可灵活转向的耳朵和尾巴可以指向目标击穿空气形成离子通道,以达到使用十万伏特或者落雷这种的指向性高压技能,而不用像雷电兽那样必须使用雷电拳这种接触性电击技能。