皮卡丘,作为一只矮胖矮胖圆咕隆咚的类啮齿型宝可梦,是日本任 公司发行的掌机游戏系列《精灵宝可梦》中登场精灵的一种。年东京电视台放映的《精灵宝可梦》(又称《神奇宝贝》)系列动画,更使得这种可爱的小怪物名声大噪。脸颊两边有着小小的电力袋,遇到危险时会放电,会将尾巴竖起来,去感觉周围是否安全。
皮卡丘:ピカチュウ(日文)Pikachu(英文),s身高0.4m,体重6kg,鼠宝可梦的一种,可以通过它脸上的电气袋(见脸上腮红处)释放电能,常用于对战中,不过有时也被皮卡丘用来烤树果,为方便理解可视其为“电气鼠”,一般放电电压达10W伏,爆发的时候高达W伏。根据游戏设计,皮卡丘把电能储存在体内,经常需要放电,否则它可能会被麻痹甚至死亡,皮卡丘通过尾巴来向避雷针一样安全地释放不需要的能量。
那么皮卡丘是如何发电的呢?本着萌即正义的精神,有必要在这里介绍一下“电气鼠”。目前电能产生方式打字分为3类:物理、化学、生物。所有的物理动能转换成电,都离不开“磁动生电”这个原理,所以你只要想办法让动力源带动发电机转起来就可以了,例如水力,火力,风力,火力,潮汐,太阳能、核能等;化学发电的原理是通过物质发生化学反应产生电子,电子的定向移动产生电流,如燃料电池、锂离子电池等技术都是这种方式;生物发电就是很多发电细胞积累膜电位,接到神经系统信号后有些电位反转,就放电了,简单讲就是很多很多细胞,积累了电势,像一堆串联起来的电池,收到信号以后电池被接通了,迅速放电,例如电鳗。考虑到皮卡丘的生物属性且自身并无旋转机制,所以不会产生旋转电场和磁场的作用,所以,皮卡丘放的电为生物直流电。
不知道大家有木有注意到皮卡丘放电前后有什么特殊的表现,比如,情绪波动,皱眉毛,浑身带着电晕等。而皮卡丘放电电流的走向也与雷电很像,都是走树状折线线路。大家都知道,如果是生物发电,初始电压要积累到10W伏,是一件很难的事情,即使是皮卡丘这类聪明的电气宝贝,产生电流,到放电也需要一个升压过程。所以,皮卡丘的放电是一个产生初始电流、升压、放电的过程。皮卡丘的发电原理跟电鳗类似,但比它更高级。所以,推测皮卡丘的身体结构也与电鳗不尽相同。
首先,皮卡丘或其主人受欺负了,神经系统开始释放 ,促进放电细胞发电,电荷开始富集,考虑到皮卡丘放的电是直流电,所以,皮卡丘的发电细胞应该是呈一定规律的串联排列,很有可能是一个发电块串联着一个发电块,这些发电块分布在静脉和动脉血管周围,分布在静脉周围的发电块,与右边脸颊的小红点连接,分布在动脉周围的发电块与左边脸颊的小红点连接。值得注意的是,皮卡丘电流中的正负电荷和人体内的某种代谢非常相似。比如在发电块产生各种负离子和正离子之后,这些离子会分别经由动脉和静脉往心脏回流一次,然后正负离子分流,正离子随着静脉血流向右边小红点,负离子随着动脉血流向左边小红点。这样,皮卡丘脸颊的小红点是一个天然的电容装置,已经在时刻积蓄电压准备随时放电了,这个阶段产生的富集电压可以达到4WV。仅仅是靠自身富集的电压在脸上形成一个电容装置,还不足够显出皮卡丘的厉害之处。更厉害的是,皮卡丘的皮肤会分泌一种物质,捕捉空气中的微量电荷,并且表皮中大量的电解质电离,使得正电荷大量聚集在皮肤表面,并且使表皮中的负电荷富集在尾巴处,加上之前的电容电量溢出,自身也有一部分的电荷导入表皮,产生一个升压过程,此时,皮卡丘已经可以爆发出6WV的高电压。(皮卡丘脸上的点是片状的而不是点状这时它能进行仿雷电放电的根本所在。)
接下来,皮卡丘该放大招了。它的放电源在脸部,尾巴属于高导电物质,由于高电压,皮卡丘已经把身体四周的空气都击穿了,甚至产生了电晕的效果,这就是高电压的作用下,空气都被电离了,由绝缘变成导电通道。
于是,关于皮卡丘是如何放电的简化的说明就是:脸部的两个小红点形成的电容+表皮正电荷富集+折线尾巴负电荷富集,产生高压,然后瞬间放电,最终击倒对手。
皮卡丘本身导电,有一定的耐电性,但是,它自身肯定也有一套触电保护系统。这个系统的结构,我猜测是皮卡丘肌肉组织中有一个网状良导体结构裹住全身,使得电压高于自身耐电 值时不被击穿,这个原理可以参考修高压电工人穿的防护服。在《大侦探皮卡丘》电影中,皮卡丘长出了毛发,更接近于毛毡的手感,且有蜡状光泽,不太像喵星人的毛发一样细软柔滑。既然皮卡丘的毛发能在它使出十万伏特的绝招后依然呈现耀眼的*色,说明这种毛发一定是耐高压的,一定不会像是头发一样由蛋白质组成或者说,皮卡丘毛发的主要成分应该具有很好的绝缘性质。从皮卡丘的其他日常活动来看,其毛发还应该具有柔韧性较好(不容易扯断)、吸水性小(下雨不容易打湿毛)、化学稳定性高(能承受化学物质攻击)等特点。
综合以上特性,皮卡丘毛发有一个非常理想的材料——聚 。聚 ,是 (CH2=CH2)通过加成反应和聚合反应生成的产物。由于 是通过石油裂解而得到的,所以从根本上说,聚 的合成原料就是石油了。聚 的分子结构是由简单且重复的—CH2—单元连接而成的高聚合链,也就是说,聚 是结构最简单、应用最广泛的有机高分子材料。
聚 无臭,无*,比水轻,手感似蜡,其制品摸起来有滑腻的感觉,柔而且韧(据此请想象一下撸皮卡丘的手感);具有良好的化学稳定性,可以耐大多数酸碱的侵蚀,常温下不溶于绝大多数溶剂(我皮卡丘是不会这么容易就认输的!);吸水性小(一般小于0.01%),且电绝缘性能优良(介电损耗低、介电强度大)。除此之外,通过不同的合成方法,我们还可以获得超高分子量聚 (UHMWPE)、改性聚 、 共聚物等产物。比如分子量达到三百万-六百万的线性聚 就称之为超高分子量聚 ,这种材料的强度非常高,甚至可以用来做防弹衣或海上作业可用的复合材料(所以皮卡丘可能真的是刀枪不入的诶~)。
皮卡丘是通过外表来区分雄雌的。雄性:尾巴是正常的直性闪电;雌性:尾巴末端有一个圆圆的缺口,仿佛一个小心心。当然皮卡丘并不会是最强大的设定,但却是最受人欢迎的宝可梦。《精灵宝可梦》这款游戏如果你足够用心培养宝可梦,再弱小也会有施展拳脚的那一天。比卡比卡比卡~加油,冲鸭!
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