电鳗放电特性的探究


电鳗放电特性的探究

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电鳗
【电鳗放电特性的探究】电鳗 , 是鱼类中放电能力最强的淡水鱼类 , 输出的电压300~800伏 , 足以将人击昏 。 也因此被称为“水中高压线” 。 今天小编就和大家一起研究分析下电鳗放电的特性 。
一、放电的能力
电鳗发电是一种捕食和打击敌害的手段 , 有时是一种生理需要 。 电鳗能随意放电 , 自己掌握放电时间和强度 , 发电器最主要的枢纽 , 是器官的神经部分 。 世界上有好多种电鳗 , 其发电能力各不相同 。 非洲电鳗一次发电的电压在200伏左右 , 中等大小的电鳗一次发电的电压在70~80伏 , 像较小的南美电鳗一次只能发出37伏电压 。
电鳗输出的电压有300伏 , 平均电压为350多伏 , 美洲电鳗的最大电压达800伏 , 足以击死一头牛 。 放电时产生的电流是极微弱的 , 一般不到一安培;有时观察到的电压为500伏 , 电流为2安培 , 即功率为1000瓦的短时放电 。 虽然发出的是直流电 , 但放电频率每秒可达300个脉冲 。
二、放电的损伤力
放电的损伤力取决于鳗鱼的大小和机体的状况 。 当电鳗长不到1米时 , 电压随着电鳗的成长而增加 。 当长到1米后 , 只增加电流的强度 。 电鳗每秒钟能放电50次 , 但连续放电后 , 电流逐渐减弱 , 10—15秒钟后完全消失 , 休息一会后又能重新恢复放电能力 。 在水中3—6米范围内 , 常有人触及电鳗放出的电而被击昏 , 甚至因此跌入水中而被淹死 。 电鳗可以放出50安培的电流 , 有海中“活电站”之称 , 也被人们称为活电池、电鱼等 。
三、靠电来感知周围环境
电鳗尾部发出的电流 , 流向头部的感受器 , 因此在它身体周围形成一个弱电场 。 电鳗中枢神经系统中有专门的细胞来监视电感受器的活动 , 并能根据监视分析的结果指挥电鳗的行为 , 决定采取捕食行为或避让行为或其它行为 。 有人曾经做过这样一个实验:在水池中放置两根垂直的导线 , 放入电鳗 , 并将水池放在黑暗的环境里 , 结果发现电鳗总在导线中间穿梭 , 一点儿也不会碰导线;当导线通电后 , 电鳗迅速往后跑 。 这说明电鳗是靠“电感”来判断周围环境的 。
四、放电原理
电鳗体内有一些细胞就像小型的叠层电池 , 当它被神经信号所激励时 , 能陡然使离子流通过它的细胞膜 。 电鳗体内从头到尾都有这样的细胞 , 就像许多叠在一起的叠层电池 。 当产生电流时 , 所有这些电池(每个电池电压约15伏)都串联起来 , 这样在电鳗的头和尾之间就产生了很高的电压 。 许多这样的电池组又并联起来 , 这样就能在体外产生足够大的电流 。 用这些电流足以将它的猎物或天敌击晕或击毙 。 淡水里的电鱼需要更多的电池串联在一起 , 因为淡水的电阻较大 , 产生同样的电流需要更高的的电压 。
五、电鳗自身不被电的原因
电鳗的放电器官在身体的两侧 , 而且它大部分的身体或重要的器官都由绝缘性很高的构造包住 , 在水中就像是一个大电池 。 电流由电阻最小的通路经过 , 所以在水中放电时 , 电流会经由水(电阻比电鳗身体小)传递 , 电鳗并不会电到自已 。 但如果电鳗被抓到空气中 , 因空气的电阻比它身体的电阻更大 , 放电的话就会电到自已了 。 另外 , 如果电鳗受伤使两侧的绝缘体同时破损的话 , 放电时就会像两条裸露的电线一样发生短路的现象 。
足以见得 , 这是一个多么让人好奇又生畏的家伙 , 也难怪会入选美国《国家地理》杂志网站盘点的“地球上最令人恐惧的淡水动物”之一 。

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