03.08 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?

鱼点汤圆


千万不要被固化思维,不是做不到,而是怎样做到。

我们可以先假设可以把这技术应用到汽车上。

然后进行结果倒推就行了。

只要能够实现稳定的,连续放电就行了呗。

怎么实现呢?其实现在的问题是什么东西能够储存能量,体积和质量都要合适。那就涉及到材料科学。

科技的发展是相辅相成的,有时候解决这个问题又需要不同学科的突破。


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为什么不把电鳗的放电原理应用在新能源汽车上,其实题主在题目中已经给出了答案,就是因为电鳗是瞬间放电,而不是持续放电,电鳗是一种放电能力最强的淡水鱼类,可放出高达300至800伏特的电压,而他的放电原理也是非常的简单,在电鳗尾部两侧的肌肉中生长着成千上万个由神经控制的肌肉薄片,类似于我们常见的小电容


每个这样的小电容仅能存储100毫伏左右的电压,但是却有近万个这样的电容,当神经系统传来信号时,便可以刺激离子流过肌肉薄片,所以电鳗可以发出几百伏特的电压,人类根据电鳗的放电原理,制作出来的东西就是电介质电池,但是新能源汽车的能源供给是强大的直流电,驱动电机使汽车运行起来,


电鳗虽然也能放出接近1安培的直流电流,但它放出的却是脉冲电流,一秒钟能放50个脉冲,放完之后需要休息才能进行下一次放电,所以完全依靠电鳗放电是不能给新能源汽车持续低供电的,也就是我们常说的性能不够持久。毕竟你也没有见过哪个汽车在公路上跑跑停停的吧。


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电鳗有着“水中杀手”和“移动的发电机”之称,这两个名字的由来与电鳗能够放电的习性有着直接的关系。既然电鳗能够放电,那么把电鳗放电的原理放到新能源汽车上,看似非常的合理。实际上是不可行的。为什么这么说呢?我们一起来探讨一下这个问题。

首先,我们简单的来了解一下电鳗

电鳗的名字里虽然有“鳗”字,但是它却不是鳗鱼的一种。因为鳗鱼是辐鳍鱼纲鳗鲡目鳗鲡科的鱼类,而电鳗则是辐鳍鱼纲电鳗目裸背电鳗科的鱼类,两种鱼从目就完全不同了。因此,电鳗不是鳗,就像鳄鱼不是鱼一样。

电鳗是南美洲亚马逊流域独有的鱼类,在其生存空间内,它没有天敌。即使是凶猛的鳄鱼想要咬它,结果要么是被电晕要么是被电死。

那么,电鳗为什么可以放电呢?

根据科学的研究发现,电鳗全身的肌肉全部特化了,在它的肌肉组织中含有大量的放电体。电鳗全身约有0.6-1万片相连的肌肉薄片,而每一片肌肉都可以释放0.15V的电压,也就是说电鳗一旦全身放电,瞬间的电压能够达到900-1500V,这比我们常用的220V电压整整高出了5倍以上。

电鳗虽然肌肉能够释放电压,但是如果没有正负极的话,很难形成对外界有伤害的电压,所以实际上电鳗的头部充当了正极的角色,而尾巴充当了负极的角色。

看到这里,许多小伙伴会问:电鳗带电为什么电不伤自己?

上面我们说过,电鳗的肌肉是发电体,而头尾是正负极,所以它的身体成为了一个完整的发电体。那么它为什么不会电伤自己呢?

因为电鳗的肌肉与头尾形成的回路都在皮下脂肪之上,而电鳗的脂肪有很强的绝缘能力,再加上进化出带电的身体本身就是经过了漫长的适应过程。所以,电鳗放电并不会电伤自己。

电鳗放电能否应用于新能源汽车?

答案是否定的。为什么这么说呢?原因有两点。

01 瞬发性和持续性

电鳗只有在遇到危险或者捕猎时才会放电,平时它是不放电的,而且电鳗放电是瞬发性的。根据科学的研究发现,电鳗每秒可以放电50次左右,而且每一次放电的电压是递减的,电鳗可以用这个频率持续放电10秒钟左右。之后,电鳗就会进入虚弱期,它需要休息至少半个小时以上才能重新的积蓄电量。

所以,要用这个原理应用于新能源汽车上,显然弊端太多了,总不能跑几公里就歇半天再跑吧。

02 衰减性

上面我们说过了,电鳗放电会随着放电次数的增加电压减小,所以用在新能源汽车上就是,起步很快,月抛越没劲。

这显然也是不合理的。

总结

电鳗虽然可以放电,但是它的放电特点有着瞬发性、不持续性以及不稳定性等多种因素,因此,无法利用电鳗放电的原理用在新能源汽车上。

你认为呢?


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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。

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。大家有什么更好的看法,欢迎评论区尽情补充。


永生寿


电鳗瞬时释放电,需要有装置可以接受,这个就是为什么打雷闪电不能贮存一样吧。


仰泳的水牛


电鳗的放电原理为什么不能应用到新能源汽车上?

我们先来说一说电鳗的发电原理:电鳗的发电器分布在它的身体两侧的肌肉里,身体尾部为正极,头部为负极,电流是从尾部流向头部的。当电鳗的头部和尾部触及敌方身体,或者收到刺激的影响时,即可发生强大的电流。

电鳗的发电器是最主要的枢纽,是器官的神经的部分,它可以随意放电,放电的是时间和强度它自己能完全掌控,世界上有很多种电鳗,它们的发电能力也是各不相同。放电能力最强的输出电压可达300-800伏。电鳗每分钟能放电50次左右,但连续放电后,其自身的电流会逐渐减弱,10-15分钟后会完全消失。它休息 一小段时间后又会从新回复放电的能力。

因为电鳗的放电特性也是启发我们人类发明和创造能 续存电的电池,所以从严格意义上来讲,电鳗的特性我们一直在使用,只不过在不断的改良。



老闻看科技


电鳗放電形式是受惊吓紧张神经收缩产生高压电流,是瞬间性的,故此无法应用在交通工具上。举一反三地去研究一下,一切生物都有神经受激产生电流去指令肢体语言和动作,因有电流的产生必然有磁矩对神经细胞的导附充实,细胞也是基因衍传的特性:因此可以证实,生命体的磁电效应是决不能脱离关系的。


陈昌海12


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宝妈交流群


电压高能等于能量多?你小时候做的尖端放电实验怎么来你不知道?况且靠生物获得能量更是夸夸其谈,植物的光合作用效率为1%,而且电鳗是第二营养级,从太阳处获得能量不过万分之一左右,况且它又把多少能量用来放电呀?!唯有之法,还是太阳能电池板,不过都是大量投入,极少量回报!化石能源用完之日,便是混乱之时,便是开战之始!

对各种新能源的研究,不过是过于乐观!风能、水能,在我们能量占比中,不过九牛一毛;更别提氢能,多为石油催化脱氢而来;提及新燃料电池,大功率下,电池本身就是巨大耗能器件呀!真是成事不足,败事有余;再提及各类新材料电池,真不能冠以节能之号,电能-化学能-电能的这一过程,简直就是让能量走向坟墓,能保全一半都是庆幸!所以,珍惜吧!正如《三体》推崇,可控核聚变,才是摆脱能源固限,扩张宇宙之法!


—雍恒—


电鳗那点电都是一次性释放的,然后需要一段时间恢复,汽车不烧油弄这么个玩意儿,怕是连动都动不了,况且得车上得装多大个鱼箱养电鳗啊,那这车到底是拉人还是拉电鳗呢?

现在纯电新能源电车,都是用化学电池作为主要能量来源,电池内部化学反应是缓慢进行的,因此可以较长时间地为汽车共用电力,或者是用“超级电容”那样物理形式的电池,也能维持一段时间放电,而电鳗则不行,电鳗产生电力是因为体细胞特殊,可以控制体内带电离子的流动,使得身体两边有一定的电势差,在遇到危险或者捕猎的时候,可以迅速地将带电离子返回原本所在的地方,这样就形成一过性的电流,电鳗放电最多可以释放800V电力,但是却是一过性的,细胞要再次移动体内离子,需要等待一段时间积累能量和离子。

电鳗这样的电力相比人类发明的各种能量获取方式,实在是太低端了。新能源的意义在于可以减少污染、减少化石能源的利用,目前已经在逐步地扩大太阳能、风能、潮汐能、系热能的应用,这些都可以持续地产生电力并网,送入千家万户,还有更科幻的新能源,比如可控核聚变,还有被称之为“第五能源”的节能技术 ,哪一个也比养电鳗强得多,目前虽然也有“养细菌”获取能源的技术,但是效率还很低,不足以应用于实际。用电鳗当电池驱动汽车,实在也不是好主意。

电鳗放电的原理,不管是从效率还是持续性,都比人类发明的电池、内燃机差得远,汽车是代步的工具,自然还是要考虑到稳定性的,生物能源目前不能大规模应用的原因之一就是不稳定。


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