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为什么电鳗可以放电,电鳗为什么会放电

来源:整理 时间:2022-04-11 14:15:48 编辑:科技知识 手机版

电鳗会放电,如果电击电鳗会怎么样?

电鳗会放电,如果电击电鳗会怎么样

电鳗可以产电放电,但为什么它们不会被自己电晕?自然是因为它们对电有抗性。但生物组织严格说都是导电的,电压小于电鳗自身释放的就会没事,电压太高它们也会死亡。多细胞生物组织重要的组成成分就是水,各种生理活动需要细胞内或者细胞外液体中的金属和酸根离子实现,因此就都是可以导电的。电鳗产电也是利用了细胞的电生化反应,一般的生物只是在细胞内外刺激的影响下产生细胞电活动,而电鳗这种动物体内有特殊的发电结构,是由肌肉细胞变异特化来的专用细胞,使电鳗可以自行控制体内离子的流向,于是发电器两端就形成了正负离子分离对立的排布,使发电器有一定的电压,全身的所有发电细胞可以形成串并联,就使得电鳗有很强的放电能力,最高可以放出800V的电压,如果距离较近的话,水中的电流就能击晕猎物或者吓跑天敌。

它们对放电的控制是相当自如的,能够随意控制电压大小,不过放电越强需要的恢复时间就越长,而且一旦细胞疲劳,它们也可能暂时不能放电,就缺少了对抗天敌的手段,这时相对容易被捕获。电鳗也是身体组织水含量很高的生物,这是地球多细胞生物的共同点,大约在50%左右,严格说也是可以导电的,但是电鳗却没事,进一步研究就发现它们皮下有一层特殊的脂肪,油可以隔绝一定程度的电。

但是即便是脂肪,绝缘能力也是有限的,超强电压之下,电流甚至可以将空气击穿,电压高到一定程度电鳗也会死亡。而且电鳗在水中放电,电流倾向于向电阻小的水中扩散,对自身的影响不是很大,如果在空气中,电鳗自身的身体组织的电阻要小于空气,它们放电就可能电到自己。前文也说了,生物的生理活动也依赖于细胞的电活动,心跳、呼吸、肌肉活动都是细胞电生化反应的结果,如果电压过高,强电流通过电鳗的身体,会造成电鳗心脏骤停、呼吸骤停,也会使肌肉痉挛,最后因为窒息、器官衰竭等原因死亡。

电鳗为何能放电,而且在水里,自己却不会电晕?

电鳗为何能放电,而且在水里,自己却不会电晕

据观察电鳗最高可释放800V电压,这点电力只有在水中才能发挥作用,电鳗的电也是基于生物细胞电,不过电鳗进化出特殊的能力可以将自由操控体内离子流形成较强电力。所有的动物都有生物电,细胞内外的离子、带电物质的跨膜运动导致细胞膜内外电势差,一旦受到外界刺激,细胞上形成局部电位,并向临近的细胞传递;这种生理过程也使得人体能微弱地放电,只不过没啥用,也能产生很微弱的磁场。

细胞的活动、神经信息传递功能、心脏跳动、肺部运动、肠胃运动都要靠生物电。但绝大多数生物体内的离子流动是在无意识状态下进行的,而电鳗却可以较为自由地控制离子的流向,使电鳗体内可以产生较为强的电流。电鳗体内有一种被称为发电器的特殊细胞器,可以快速地转移离子产生微弱的电压,而电鳗体内有非常多的这样的细胞结构,类似于特斯拉跑车的电池串并联在一起,使电鳗能够产生数百伏特的电压,一旦电鳗受到外界较强的刺激,或者被天敌威胁或者捕食,都会刺激电鳗体内的发电结构,迅速地转移体内的离子,使体内产生较高的电压,瞬间释放可以麻痹天敌、击晕猎物,然后逃跑或者饱食一顿。

不过总的来说电鳗产生的电压还是比较低,因此电鳗的放电能力只有在水中才能起作用,自然界的水体中都有盐溶解形成的离子,有助于电力的传播。电鳗自身产生了这样的能力,但在水中放电也会电到自己,因此电鳗必然进化出了防护模式。电鳗皮下具备一层较厚的脂肪,相对于水脂肪的导电性较差,绝缘性较强。也因为电鳗皮下的脂肪层,据说电鳗还是挺好吃的。

电鳗的能力并不是它们独有的,世界上能放电的物种不少,还有电鳐等物种,全部是生活在水中的。相对而言,陆地上却基本上没有这样的生物,因此几百伏的电力不足以击穿空气,难以起到什么作用,当被天敌咬到再放电就迟了。不过产电是相对比耗能的攻击手段,因此电鳗体内的电力会随着放电次数逐渐衰弱,每秒能放电50次,15秒左右就不能再放电了,需要休息半小时左右才具备再次产电放电的能力。

电鳗是通过什么原理发电的?可以变压成常用电吗?

电鳗是通过什么原理发电的可以变压成常用电吗

电鳗素有“水中高压线”的称号,在遇到危险或者主动捕食时可以放出数百伏的电压,是一种很奇特的动物。电鳗的分布电鳗主要分布在亚热带和热带地区的河流流域内,南美洲目前发现了200多种可以自主放电的生物,电鳗就是其中比较有代表性的一类,亚马孙河、圭亚那河、奥里诺科河流域可常见它们的身影。它们的身长一般为2米左右,重量约为20公斤。

电鳗放电的原理电鳗的身体构造很特别,全身约80%得肌肉组织都是发电的来源。这种发电器主要分布在电鳗从头到尾两侧的肌肉组织内,这些肌肉组织的构成呈非常薄的片状,薄片之间存在结缔组织,并有许多神经直接相连中枢神经系统,每个肌肉薄片像章一个微型电池,向着身体尾端为正极,向着头部为负极,电流从尾部流向头部,可以产生约150毫伏的电压。

电鳗全身有8000到10000个这样的肌肉薄片,当产生电流时,这些薄片就会串联起来形成叠层电池。一旦电鳗接近猎食对象,或者受到刺激时遍可发生强大的电流,形成数百伏电压。电鳗放电强度不同种类的电鳗,其放电强度是不一样的,比如美洲电鳗释放最大电压可以达到800伏,非洲电鳗可产生200伏的电压,一些体型小的仅可放出几十伏的电压。

电鳗的放电频率是很快的,每秒可以达到50次左右,但持续放电后电流强度会逐渐减弱,10多秒就不在放电,但电鳗休息一会就又可以恢复放电能力。电鳗放出的电能利用吗电鳗放出的电,是一种直流电,持续时间极短,基本上很难加以收集利用。电鳗在放电以后要有一定的恢复期,如果频繁干扰刺激它,那么它的正常身体代谢就会受到极大影响,极易失去活力甚至死亡。

电鳗可以瞬间释放电,为什么不能把电鳗的放电原理应用到新能源汽车上?

电鳗瞬间8百多伏放电原理可运用到新能源汽车?▲图:移动瞬释强压发电机电鳗人看动物世界,越来越丰富多彩。却又诸多迷惑不解。比如电鳗瞬间发电极值800V,可以电死任何活人,甚至海狮,鱿鱼,鲨鱼。那些跑到沙滩去晒日光浴的海生大动物,说不准某只就是被电逃上岸了晕过去后回不来了的贪吃倒霉鬼。所以电鳗瞬间放电真的强,足够自卫还击了。

这啥原理呢?可移用投放新能源汽车上吗?▲图:硫酸电池电流电路工作流程图先不急,来看电汽车池的电流工作原理图,还原剂Zn在适度硫酸溶液作用下,失去2个电子,发生氧化反应从锌极流出,经外电路,流入铜极。氧化剂H⁺在铜极分别得到一个电子,发生还原反应,生成H₂挥发,从而形成互感电流,从锌极流向铜极。▲图:电鳗和电池生电原理图所以电鳗发电原理不是这样的,平均650V的电压还不能持续几分钟,是不可能持续发电的。

来看这图,电鳗本来行动迟缓,栖息于缓流淡水,不时上浮水面吞空气呼吸。体长圆柱形,无鳞,灰褐色,长达9尺,重达49磅。背鳍、尾鳍退化,尾占体长4/5,下缘有长形臀鳍,靠臀鳍拨动而游行。尾部有发电器,释放正电荷,都来源于肌肉组织,并受脊神经支配。能随意发出650伏的脉冲电压。头灰广口盾圆形,带负电荷,背黑腹橙黄,无背鳍腹鳍,臀鳍特长,是游泳器官。

有两对长梭形发电器于尾部脊髓侧。电鳗尾侧肌肉,是规则排列的6000~10000枚肌肉薄片组成,薄片间有结缔组隔,并有许多神经直通中枢神经系统。每枚肌肉薄片像个小电池,只能产生150毫伏电压,近万小电池串联可产生800V高的电压。但这自卫足够,自卫后需要循环再生,才能再次发电自卫,所以远远不能持续几十小时地供汽车用电。

▲图:丰田汽车充电系统电路原理图再看这图,丰田汽车充电系统电路图。1号区是电压调节器,是一个总集成,不需再看内部电路,把它当个整体。2号区域定子转子线圈。左边3号区是整流电路。先开点火开关K,发电机后端IG信号线通电,流到电压调节器IG端子,IG端子接收到信号,给三级管VT1基级一个信号,VT1导通,电流从蓄电池正级,到发电机B端子,再到励磁绕组/转子线圈,通过VT1控制到E点搭铁,形成一个回路,产生磁场即电生磁场,这使用了NPN型三级管特性,起开关作用。

即基级通电,集电级与发射级导通。电流流向如图:▲图:汽车单线制并联电路原理图汽车电路实行单线制并联电路,这总体而言,局部电路仍有串联、并联与混联。全车电路都由各种电路叠加成的,每种电路都可独立分列,化繁为简。按照基本用途可分为灯光、信号、仪表、启动、点火、充电、辅助等电路。每条电路有自己的负载导线与控制开关或保险丝盒相连接。

不同车系线路规律不同,大概有三大类。1.检测类:负责检测各种信号看汽车工作状况。2.处理类:处理这些信号,根据它们发出指令控制发动机、变速器,空调等等。3.执行元件:负责执行处理器发的指令。▲图:太阳放电辐射地球效果示意图综上所述,电鳗发电原理过于简单,续航也挺短暂,确实不实用于新能源汽车。最后比较一下太阳系的地日系统来看,这何尝不是一种超人级,甚至神级的充电系统呢。

文章TAG:为什么电鳗可以放电电鳗为什么会放电为什么什么电鳗

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