人气排行榜水中高压线 | 探秘神秘鱼种水中高压线
2019年的圣诞节前夕，美国田纳西州的一家水族馆进行了一项有趣的试验，他们成功地利用水族缸中的电鳗点亮了一颗圣诞树据馆内的工作人员称，灯泡的亮度还会随着电鳗的不同行为状态进行变化，颇为有趣，十分吸引游客的眼球。
作为这则新闻的主角，今我们来聊一聊素有水中高压线之称的电鳗。电鳗，隶属于电鳗目，裸背电鳗科，电鳗属。虽然它的外形酷似鳗鱼，但其实从分类学上讲，它和鲇目的鱼类亲缘关系更近。
说到会放电的鱼，自然界中像电鳐、电鲶等鱼类都具备这种功能。但是电鳗的放电能力，可能是鱼类中最强的。生活在巴西亚马逊河流域的一种电鳗被命名为伏特电鳗（Electrophorusvoltai），以纪念电池发明者、物理学家亚历山德罗•伏特（AlessandroVolta），其释放的最高电压可达860伏特。别说是人类，就像河马、鳄鱼这样的庞然大物在它面前都不堪一击。接下来，我们介绍一下电鳗的发电原理和应用。
一、电鳗的发电原理
电鳗的身体构造比较有趣，为了进一步提高发电的能量，电鳗通过不断进化，最大化地压缩和内脏的比例，从而将身体的绝大部分都用来安放发电器。电鳗的发电器位于尾部两侧，每个发电器都由发电细胞和细胞外空间组成，层发电器之间还包裹有结缔组织。这样的发电器有规律地进行排布，数量可达10000枚左右，这种结构就像我们把很多干电池进行串联排列。
么我们会问，为什么发电细胞可以发电呢？这主要是因为电鳗的肌肉细胞膜上存在钠钾泵，它可以通过消耗自身能量来搬运钠、钾离子，在发电细胞的一个经冲动过程中，当受到神经递质的刺激，细胞膜上的离子通道开启，钠离子流入，钾离子流出，从而产生一个150毫伏的膜电位。虽然一个发电只能产生150毫伏的电压，但近万个发电器串联起来，就可以产生很高的电压。最后，许多这样发电器组又并联起来，产生足够大的电流，将猎天敌击晕或击毙。但是，这种放电过程是需要消耗很大能量的，电鳗必须经过一段时间休息和补充丰富的食物之后，才能恢复原有放电强度。 二、电鳗的仿生应用
随着科技的不断发展，可穿戴电子设备已进入了我们的日常生活，像运动手表、脉搏传感器等。而新一代的可穿戴电子设备需要具有柔性结构、防水且电压输出稳定等特性。如何研制出一种兼顾可拉伸性，又能适应多种复杂工作环境的电能换装置，是一个很大的挑战。2019年，国内研究团队联合研制了一种可拉伸发电机，它的工作原理就是模仿电鳗的发电原理，该种发电机的应广泛，可以用于水下传感与能量收集。
该发电机的工作原理是模仿电鳗发电器官细胞膜上的离子通道，构造了一种机械敏感性的仿生道，用于控制发电机内部的起电液体的往复运动，从而实现电能的转化。两种独特的工作模式使得发电机在液体环境中可以实现超过10V的路电压，在干燥条件下可以实现超过170V的开路电压。由于其出色的柔韧性，可拉伸性，机械响应性和高输出性能等优势，可用于人体运动监测，在干液体环境中为新一代可穿戴电子设备提供了一种有前景的替代电源。
研究团队还构建了一套基于该发电机的水下救援系统，在水下危险特殊情况的远程求救警报。穿戴者只需在水下活动一段时间，固定于关节处的发电机便可收集来自人体运动的机械能，并将其转为电能存储到电容器中，当遇到紧急情况时，只需拍打胸前的报警触发器，便可远程点亮救援信号灯。良好的可拉伸性，优秀的水下输出性能出色的抗拉疲劳性使发电机可以作为水下自驱动传感器和能量采集装置，为可穿戴电子设备的水下可持续供电带来了新的机遇。
有水中高压线之称的是哪种鱼类?
电鳗是一种生活在南美洲亚马孙河和圭亚那河的鱼，它外形极似鳗鲡，体长2米左右，体重可达20多千克。它的体表光滑无鳞，身体背部为黑色，腹部则是橙黄色。其背鳍和腹鳍都已退化，臀鳍特别长，是主要的游泳器官。电鳗是鱼类中放电能力最强的淡水鱼类，尾部具有发电器，能随意发出电压高达650伏特的电流，所发电流主要用以麻痹鱼类等猎物，有水中“高压线”之称。
电鳗
号称水中高压线的电鳗可以无限放电吗？
电鳗号称“水中高压线”，瞬间放电电压可达300~800V，是地球上数十种放电动物中最出名的，电鳗特殊的身体结构可以把神经能转化为电能储存起来，单次放电可以持续十几秒，然后需要休息一段时间才能进行下一次放电。
电鳗放电原理
电鳗的肌肉呈薄片状，成年电鳗有大约5000~片这样的肌肉，每片肌肉都是一个小电池，电鳗把生物电能储存起来，可以产生大约50~150mV的微弱电压，如此之多的“小电池”串联起来后，就能在头和尾之间产生超过500V的电压，这足以击昏一个成年人甚至是一头牛。
电鳗放电时产生的是直流电，它可以自由控制自身的放电频率、强度和时间，每秒可以产生300个放电脉冲，瞬间电流可达2安培，放电强度随时间递减，在持续放电10~15秒后，就会耗尽体内储存的电能，需要休息一段时间才能进行下一次放电。
电鳗放电的进化过程
其实我们人类的身体中也存在放电现象，比如神经系统就离不开生物电，肌肉收缩也需要受到生物电的刺激，只是人体内的生物电非常微弱，人体内的钾离子和钠离子的相互配合，通过消耗ATP来获得能量，来实现细胞内外的电化学平衡，并产生肌肉收缩从而转化为机械能。
而电鳗在进化过程中，先让肌肉失去收缩能力，然后大量正离子在细胞膜的一侧聚集，形成微弱的电势，当大量肌肉细胞产生的电势叠加之后，就能产生很高的电压，经过1亿多年的进化，电鳗形成了特殊的电器官。电鳗的电器官位于尾部两侧，其部分肌肉组织进化为了发电组织，这也使得电鳗行动迟缓，常栖息于水流不快的淡水水域。
电鳗会电到自己吗？
电鳗的大部分身体绝缘性非常好，它本身就如一个电池，正常情况下体内的电能并不会外漏，当电鳗放电时，由于水的导电性好，所以绝大部分电流会在水中流过，其他动物在其中时就会被击晕。当然，如果电鳗的身体受到了损伤，就如一个电池被扎破，也是有可能发生短路的。
电鳗有天敌吗？
可以说在水中电鳗没有任何天敌。
电鳗的放电可以让绝大部分动物退而远之，放电电压也远远高于人体的承受电压（36V），虽然电鳗的放电时间很短，靠电击还不足以使人瞬间致命，但它可以把人击晕，被击晕后的人则可能跌落水中溺亡。
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问:电鳗最高可放电压多少伏?
电鳗是鱼类中放电能力最强的淡水鱼类，输出的电压有300伏，有的甚至可达800伏，足可以使人致命。
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。因此有水中的“高压线”之称。
电鳗的放电能力来自于它特化的肌肉组织所构成的放电体。肌肉组织几乎都能放电，占其身长的80%以上，有数以千计的放电体。电鳗的头部是负极，尾部是正极，每个放电体约可制造0.15伏特的电压。
扩展资料：
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。电鳗放电时的平均电压为350多伏，但也有过650伏的放电记录。
美洲电鳗的最大电压竟达800多伏，这么强的电压足以击死一头牛。电鳗放电时产生的电流是极微弱的，一般不到1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。
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