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电鳗是怎么发电的?

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你听说过电鳗吗?考一考你,你知道电鳗最高能放出多少伏的电压吗?

在南美洲有一种伏打电鳗,它们最高可以放出电压高达860V的电。那么电鳗到底为什么能放电呢?今天,我们就来说一说,电鳗放电的原理。

图片来源:pixabay

电鳗身体两侧长着很多“发电细胞”,这些“发电细胞”是电鳗能实现放电的主要原因。电鳗身体的放电体总数达到了几千个。这些放电体是由异化的肌肉细胞形成的。发电细胞的原理和神经细胞很相似,是通过将正电荷的离子排除到细胞外的方式,使之平时保持着细胞内带负电,细胞外带正电的状态。

每一个放电体可以释放出约0.15伏特的电压,初中物理告诉我们如果把电源串联在一块,就能实现电压叠加,那么几千个放电体一起工作,就让它拥有了释放几百伏特电压的能力。

最牛的伏打电鳗正是通过这种方式,制造出高压电的。电鳗身体上很大一部分地方用来摞发电细胞,四舍五入相当于在电池上面长了一条鱼。

不过,不是所有的电鳗都能产生高压电。电鳗的家族成员很多。虽然所有电鳗目的成员均可以放电,但是,大多数的电鳗只能释放出微弱的电压,通常只有几毫伏,这些电鳗释放电压的主要目的是探测周围的环境中是否有合适的猎物。

目前发现的电鳗中,伏打电鳗能够释放的电压最高,它能够瞬间释放850伏特的电压,这种电鳗是近些年才发现的。

那为什么有电鳗这样的鱼类,却没听说过电猪、电兔子呢?因为鱼类独特的肌肉排列方式,使得其更容易实现放电功能。

肌肉本质上是通过肌动蛋白与肌球蛋白连成一串的细胞,在吃鱼的时候你可能发现了,鱼的肌肉是一瓣一瓣排列在一起的,因为这种形状的肌肉特别容易两边发力来进行运动。

而陆地脊椎动物的肌肉是为了驱动附肢做精细运动,因此体内大多数骨骼肌是条状的,朝向也不一致。鱼类只要把肌肉演变为发电细胞,发电细胞就天然就串联,其他动物要想像电鳗一样发出高压电,则需要把肌肉排布重做。

那你有没有想过,电鳗在放电的时候会不会电到自己呢?不会的,它大部分的身体都被不导电的脂肪包围住了,另外当它在水中放电时,电会由水传递,水的电阻小于电鳗身体的电阻,因此在水中放电时,电鳗不会电到自己。

那假如把电鳗作为宠物来养,是不是四舍五入相当于养了一个蓄电池?想得太天真了,电鳗放电可以说是一种应激反应,释放时间短且电压不稳定,间隔时间还很长,所以把它当电池太不靠谱了。提醒一下:电鳗是很危险的,千万不要擅自饲养哦!

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作者:科学边角料 科普团队

审核:刘雅丹 中国水产学会研究员

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