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
▲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H?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。大家有什么更好的看法,欢迎评论区尽情补充。
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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。
有思想就有无限可能
谢邀。
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。
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。
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。
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?
(图片来源网络,侵删)
人类本身就是通过生物电池现象来发明实用电池的,200多年前,意大利的生物学家伽伐尼在解剖青蛙时候,发现手术刀碰到青蛙腿会出现肌肉抽搐的现象,物理学家伏特认为这是因为青蛙体内有离子电解质,金属发生了氧化还原反应而产生电流,根据这个机理,伏特设计出来了原电池,今天的干电池依然是这个原理,而蓄电池,只是加了可逆的充电功能进去了,也就是今天车上用的电瓶,请关注:容济点火器
电鳗是一种携带生物电池的一种特殊生物了,它体内有很多个放电细胞,这些细胞是层叠电池,里边同样会有电解质,可以通过神经来激励控制让电解质产生离子流,穿过细胞膜而形成电流,单个细胞大约能产生0.15伏的电压,很多个这样的细胞串并联起来,就可以产生很高的电压和一定的电流,这点和新能源汽车的电池机理是比较接近的,都是多个小单元的组合。
电鳗平均的放电电压是350伏,有些可以达到800伏,这个电压看起来是比较高了,要知道一般纯电动汽车,如果电机是380伏的,直流母线电压也不过是500伏左右。但是电鳗放电输出的电流比较小,一般不足1安,即使按照1安来算,也不过是800W而已,功率是非常小的,但是对付一些生物绰绰有余,比如成年电鳗可以电晕一头水牛,人当然不在话下了。
像人类受到生物电池启发而发明原电池一样,人类陆续改善发明的铅酸电池,镍氢电池,锂电池等等,已经完全超越了生物电池本身,可以做到连续大功率的充放电,而生物电池局限于细胞本体,无法突破大容量和连续充放电问题。
因为这些细胞形成的能量有限,电鳗无法连续像化学电池那样连续放电,只可以输出脉冲形式的直流电,尾部是正极,头部是负极,而且身体其他组织有绝缘层隔离了,一般情况下不会电到自己。而且电鳗放电10来秒,就需要休息一下,等慢慢恢复了,才可以再来一次,很多渔民也就是盯准这个弱点,在捕捉电鳗时候,不着急马上下水,而是赶一些牲畜进去,刺激电鳗让它放完电了,它暂时无法电人了,再抓。
电动汽车,功率动不动就是几百千瓦的,而且要连续开上好几个小时,生物电池这种结构,当然是不能满足这么大的能量要求的。不过电鳗的每秒钟能输出300个放电脉冲,这个如果用在汽车点火上,理论上是可行的,但是即使用上了,成本也是非常高了,用处不大。
好比我们人类看到马和豹子跑得快,但是不能照搬设计出来一部机械马,而是设计了一部汽车出来。看到鸟儿自由自在飞翔,很多人死板往翅膀上想,结果人永远无法飞起来,倒是设计出来飞机,一下子可以运输很重的东西,超越了鸟儿。
电鳗使用在新能源汽车上是不现实的,不过还是有些行业根据电鳗的特点,设计出来一种3D打印电池,电压超过100付,利用了水凝胶来构建的,可以用来做心脏起膊器,假肢和一些人体植入传感器的动力机构。
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。
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!
这是想做生物电池啊,可惜功率和持续时间达不到要求。想要驱动新能源汽车,参照混动轿车的标准,大致要驱动50kW的电动机才能满足低速行驶的要求。电鳗是由肌肉前体细胞转变而来组成放电器官,虽然平均放电电压高,可以达到300多伏,但释放的电流很微弱啊。
电鳗放电时的电流约1~2安培,而且是脉冲式的放电,也就是说大约提供1kW的瞬时放电而已。因放电的是细胞组成的器官,达不到燃料电池的持续能力,存在持续放电时电流还会下降的情况。电鳗每秒放电约50次,但连续放电10多秒就要休息才能恢复,恢复时间和能力还不一定。哪怕只把发电细胞以技术手段组成细胞发电团,怎样解决控制、生存和能量转换等问题是个大问题,还不如用内燃机。
不会直接用活电鳗吧?想要驱动新能源汽车,车上养的电鳗比车都要重很多倍,并且怎么听指挥进行放电都是个大问题。别人是一键启动,我们是坐电鳗旁呐喊助威,想想就醉了。
按照这个思路,可以考虑将雷电引下来,用于民生、和工业、高铁……。
就不要三峡发电站了。
这也是若干年前的初中考高中时的物理一道考试题。
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。
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