用什麼方法測量動物身上帶電

A. 電筆的工作原理及使用方法

試電筆也叫測電筆，簡稱「電筆」。

驗電筆前端為金屬探頭，用來與所檢測設備進行接觸。 後端也是金屬物，可能是金屬掛鉤，也可能是金屬片，用來與人體接觸。

中間的絕緣管內是能發光的氖燈、電阻以及壓力彈簧。 無論驗電筆的類型如何，結構怎樣，它們的工作原理是一樣的。

我們在中學就學過歐姆定律 I=U/R ，電筆的原理就基於此。

使用方法：

(1)判定交流電和直流電口訣：電筆判定交直流，交流明亮直流暗，交流氖管通身亮，直流氖管亮一端。

說明：首先告知讀者一點，使用低壓驗電筆之前，必須在已確認的帶電體上驗測;在未確認驗電筆正常之前，不得使用。

判別交、直流電時，最好在「兩電」之間作比較，這樣就很明顯。測交流電時氖管兩端同時發亮，測直流電時氖管里只有一端極發亮。

(2)判定直流電正負極口訣：電筆判定正負極，觀察氖管要心細，前端明亮是負極，後端明亮為正極。

說明：氖管的前端指驗電筆筆尖一端，氖管後端指手握的一端，前端明亮為負極，反之為正極。測試時要注重：電源電壓為110V及以上;若人和大地絕緣，一隻手摸電源任一極。

另一隻手持測電筆，電筆金屬頭觸及被測電源另一極，氖管前端極發亮，所測觸的電源是負極;若是氖管的後端極發亮，所測觸的電源是正極，這是根據直流單向流動和電子由負極向正極流動的原理。

(3)判定直流電源有無接地和正負極接地的區別口訣：變電所直流系數，電筆觸及不發亮;若亮靠近筆尖端，正極有接地故障;若亮靠近手指端，接地故障在負極。

說明：發電廠和變電所的直流系數，是對地絕緣的，人站在地上，用驗電筆去觸及正極或負極，氖管是不應當發亮的，假如發亮。

則說明直流系統有接地現象;假如發亮在靠近筆尖的一端，則是正極接地;假如發亮在靠近手指的一端，則是負極接地。

(4)判定同相和異相口訣：判定兩線相同異，兩手各持一支筆，兩腳和地相絕緣，兩筆各觸一要線，用眼觀看一支筆，不亮同相亮為異。

說明：此項測試時，切記兩腳和地必須絕緣。因為我國大部分是380/220V供電，且變壓器普遍採用中性點直接接地。

所以做測試時，人體和大地之間一定要絕緣，避免構成迴路，以免誤判定;測試時，兩筆亮和不亮顯示一樣，故只看一支則可。

(5)判定380/220V三相三線制供電線路相線接地故障口訣：星形接法三相線，電筆觸及兩根亮，剩餘一根亮度弱，該相導線已接地;若是幾乎不見亮，金屬接地有故障。

說明：電力變壓器的二次側一般都接成Y形，在中性點不接地的三相三線制系統中，用驗電筆觸及三根相線時，有兩根比通常稍亮。

而另一根上的亮度要弱一些，則表示這根亮度弱的相線有接地現象，但還不太嚴重;假如兩根很亮，而剩餘一根幾乎看不見亮，則是這根相線有金屬接地故障。

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一、使用注意事項

1、使用試電筆之前，首先要檢查試電筆里有無安全電阻，再直觀檢查試電筆是否有損壞，有無受潮或進水，檢查合格後才能使用。

2、使用試電筆時，不能用手觸及試電筆前端的金屬探頭，這樣做會造成人身觸電事故。

3、使用試電筆時，一定要用手觸及試電筆尾端的金屬部分，否則，因帶電體、試電筆、人體和大地沒有形成迴路，試電筆中的氖泡不會發光，造成誤判，認為帶電體不帶電，這是十分危險的。

(氖管的發光電壓是70V以上，所串電阻為500K，在測試220V電壓時，流過人體的最大電流為：I=（220—70）÷500=0.3mA而人體通過1mA的電流時才會產生麻的感覺。)

4、在測量電氣設備是否帶電之前，先要找一個已知電源測一測試電筆的氖泡能否正常發光，能正常發光，才能使用。

5、在明亮的光線下測試帶電體時，應特別注意氖泡是否真的發光(或不發光)，必要時可用另一隻手遮擋光線仔細判別。千萬不要造成誤判，將氖泡發光判斷為不發光，而將有電判斷為無電。

二、電筆其他用途：

1、可用來判斷直流是否接地。在對地絕緣的直流系統中，可站在地上用測電筆接觸直流系統中的正極或負極，如果測電筆氖泡不亮，則沒有接地現象。

如果氖泡發亮，則說明有接地現象，其發亮如在筆尖端，則說明為正極接地。如發亮在手指端，則為負極接地。

但是必須指出的是在帶有接地監察繼電器的直流系統中，不可採用此方法判斷直流系統是否發生接地。

2、可以用來判別交流電和直流電。在用測電筆進行測試時，如果測電筆氖泡中的兩個極都發光，就是交流電；如果兩個極中只有一個極發光，則是直流電。

3、用於判別電壓的高低。普通低壓測電筆的電壓測量范圍大致在60-500V。有經驗的電工可根據經常使用的測電筆氖管發光的強弱來估測電壓的大致數值，氖管越亮，說明電壓越高。

4、區分交流電同相或者異相。

5、檢查相線是否碰殼。用測電筆接觸電氣設備的殼體，若氖管發光，則有因相 線碰殼而漏電的現象。

B. 各種電現象

雷電
靜電
摩擦起電
火花放電
尖端放電
你把頭梳在頭梳幾下，就前已指出，神經在接受刺激時，雖然不表現肉眼可見的變化，在受刺激的部位產生了一個可傳導的電變化，以一定的速度傳向肌肉，這一點可以用陰極射線示波器為主的生物電測量儀器測得，如圖2-10所示。圖中由射線管右側電子槍形成的電子束連續射向熒光屏，途中經過兩對板狀的偏轉電極；當電子束由水平偏轉板兩極之間通過時，由於板上有來自掃描發生器裝置的鋸齒形電壓變化，使射向熒光屏的電子束以一定的速度作水平方向的反復掃動；這時，如果把由兩個測量電極引導來的生物電變化經放大器放大後加到垂直偏轉板的兩極，那麼電子束在作橫掃的同時又作垂直方向的移動。這樣，根據移動電子束在熒光屏上形成的光點的軌跡，就能准確地測量出組織中的微弱電變化的強度及其隨時間變化的情況。如果神經干在右端受到刺激，神經纖維將產生一個傳向左端的動作電位，當它傳導到同放大器相導到同放大器相連的第一個引導電極處時，該處的電位暫時變得相對地較負，於是在一對垂直偏轉板上再現電位差，在熒光屏上可看到一次相應的光點波動；當動作電位傳導到第二個引導電極處時，該處也將變得較負，於是熒光屏上會出現另一次方向相反的光點波動；這樣記到的兩次電位波動，稱作雙相動作電位。把神經標本作一些特殊處理，如將第二個記錄電極下方的神經干損傷（如圖2-10所示），使該處不能產生興奮，那麼再刺激神經右端時，在示波器上只能看到一次電位波動，這稱為單相動作電位。另外，用其他技術方法還可使記錄電極中的一個電極處的電位保持恆定或經常處於零電位狀態，亦即使此電極成為參考或無關電極，於是在實驗中記錄到的電變化就只反映與另一電極（稱為有效電極）接觸處的組織或細胞的電變化，這稱為單極記錄法。

圖2-10 用陰極射線 示波器及有關設備觀察生物電現象的基本實驗布置

（二）細胞的靜息電位和動作電位

雙相或單相動作電位，是在神經干或整塊肌肉組織上記錄到的生物電現象，是許多在結構和功能上相互獨立的神經纖維或肌細胞的電變化的復合反映；由於測量電極和組織有較大的接觸面積，而且組織本身又是導電的，許多細胞產生的電變化可被同一電極所引導，所以記錄和測量出的電變化是許多單位的電變化和代數疊加。但目前已經確知，生物電現象是以細胞為單位產生的，是以細胞膜兩側帶電離子的不均衡分布和選擇性離子跨膜轉運為基礎的。因此，只有在單一神經或肌細胞進行生物電的記錄和測量，才能對它的數值和產生機制進行直接和深入的分析。由於一般的細胞纖小脆弱，單一細胞生物電是通過以下方法測量的：一是利用某些無脊椎動物特有的巨大神經或肌細胞，如槍烏賊的神經軸突，其直徑最大可達100μm左右，便於單獨剝出進行實驗觀察，脊椎動物的單一神經纖維也可以設法剝出，但它們的直徑最粗也不過20μm左右，方法上較為困難。另一種方法是進行細胞內微電極記錄，即用一個金屬或細玻璃管製成的充有導電液體而尖端直徑只有1.0μm或更細的微型記錄電極（凌寧和Gerard,1949），由於它只有尖端導電，可用它刺入某一個在體或離體的細胞或神經纖維的膜內，測量細胞在不同功能狀態時膜內電位和另一位於膜外的參考電極之間的電位差（即跨膜電位），這樣記錄到的電變化，只與該細胞有關而幾乎不受其他細胞電變化的影響。

細胞水平的生物電現象主要有兩種表現形式,這就是它們在安靜時具有的靜息電位和它們受到刺激時產生的動作電位。體內各種器官或多細胞結構所表現的多種形式的生物電現象，大都可以根據細胞水平的這些基本電現象來解釋。

靜息電位指細胞未受刺激時存在於細胞內外兩側的電位差。測量細胞靜息電位的方法如圖2-11所示。R表示測量儀器如示波器，和它相連的一對測量電極中有一個放在細胞的外表面，另一個連了微電極，准備刺入膜內。當兩個電極都處於膜外時，只要細胞未受到刺激或損傷，可發現細胞外部表面各點都是等電位的；這就是說，在膜表面任意移動兩個電極，一般都不能測出它們之間有電位差存在。但如果讓微電極緩慢地向前推進，讓它刺穿細胞膜進入膜內，那麼在電極尖端剛剛進入膜內的瞬間，在記錄儀器上將顯示出一個突然的電位躍變，這表明細胞膜內外兩側存在著電位差。因為這一電位差是存在於安靜細胞的表面膜兩側的，故稱為跨膜靜息電位，簡稱靜息電位。

在所有被研究過的動植物細胞中（少數植物細胞例外），靜息電位都表現為膜內較膜外為負；如規定膜外電位為0，則膜內電位大都在－10～－100mV之間。例如，槍烏賊的巨大神經軸突和蛙骨骼肌細胞的靜息電位為－50～－70mV，哺乳動物的肌肉和神經細胞為－70～－90mV，人的紅細胞為－10mV，等等。靜息電位在大多數細胞是一種穩定的直流電位（一些有自律性的心肌細胞和胃腸平地滑肌細胞例外），只要細胞未受到外來刺激而且保持正常的新陳代謝，靜息電位就穩定在某一相對恆定的水平。

在近代生理學文獻中，一些過去單純用來描述膜兩側電荷分布狀態的術語，仍被用來說明靜息電位的存在及其可能出現的改變。例如，人們常常把靜息電位存在時膜兩側所保持的內負外正狀態稱為膜的極化(polarization)，原意是指不同極性的電荷分別在膜兩側的積聚；當靜息電位的數值向膜內負值加大的方向變化時，稱作膜的超級化（hyperpolarization）；相反，如果膜內電位向負值減少的方向變化，稱作去極化或除極（depolarization）；細胞先發生去極化，然後再向正常安靜時膜內所處的負值恢復，則稱作復極化（repolarization）。

現通過圖2-11中的實驗布置，觀察單一神經纖維動作電位的產生和波形特點，由圖中可見，當神經纖維在安靜狀況下受到一次短促的閾刺激或閾上刺激時，膜內原來存在的負電位將迅速消失，並且進而變成正電位，即膜內電位在短時間內可由原來的－70～－90mV變到+20～+40mV的水平，由原來的內負外正變為內正外負。這樣，整個膜內外電位變化的幅度應是90～130mV，這構成了動作電位變化曲線的上升支；如果是計算這時膜內電位由零值變正的數值，則應在整個幅值中減去膜內電位由負上升到零的數值，在圖2-11中約為35mV，即動作電位上升支中零位線以上的部分，稱為超射值。但是，由刺激所引起的這種膜內外電位的倒轉只是暫時的，很快就出現膜內電位的下降，由正值的減小發展到膜內出現刺激前原有的負電位狀態，這構成了動作電位曲線的下降支。由此可見，動作電位實際上是膜受刺激後在原有的靜息電位基礎上發生的一次膜兩側電位的快速而可逆的倒轉和復原；在神經纖維，它一般在0.5～2.0ms的時間內完成，這使它在描記的圖形上表現為一次短促而尖銳的脈沖樣變化，因而人們常把這種構成動作電位主要部分的脈沖樣變化，稱之為鋒電位。在鋒電位下降支最後恢復到靜息電位水平以前，膜兩側電位還要經歷一些微小而較緩慢的波動，稱為後電位，一般是先有一段持續5～30ms的負後電位，再出現一段延續更長的正後電位，如圖2-11下所示（這里負後和正後電位兩個術語仍沿用動作電位細胞外記錄時的命名；確切地說，負後電位應稱為去極化後電位，而正後電位應稱為超極化後電位）。鋒電位存在的時期就相當於絕對不應期，這時細胞對新的刺激不能產生新的興奮；負後電位出現時，細胞大約正處於相對不應期和超常期，正後電位則相當於低常期。

圖 2-11 單一神經纖維靜息電位和動作電位的實驗模式圖

R表示記錄儀器，S是一個電刺激器。當測量電極中的一個
微電極刺入軸突內部時可發現膜內持續處於較膜外低70mV的負電位狀態。
當神經受到一次短促的外加刺激時，膜內電位快速上升到+35mV的水平，
約經0.5～1.0ms後再逐漸恢復到刺激前的狀態。其他說明見正文

動作電位或鋒電位的產生是細胞興奮的標志，它只在刺激滿足一定條件或在特定條件下刺激強度達到閾值時才能產生。但單一神經或肌細胞動作電位產生的一個特點是，只要刺激達到了閾強度，再增加刺激並不能使動作電位的幅度有所增大；也就是說，鋒電位可能因刺激過弱而不出現，但在刺激達到閾值以後，它就始終保持它某種固有的大小和波形。此外，動作電位不是只出現在受刺激的局部，它在受刺激部位產生後，還可沿著細胞膜向周圍傳播，而且傳播的范圍和距離並不因原初刺激的強弱而有所不同，直至整個細胞的膜都依次興奮並產生一次同樣大小和形式的動作電位。圖2-11的實驗布置中，神經受刺激部位和記錄部位之間有一段距離；但不論記錄電極在職一神經纖維上如何移動（除非是在纖維末梢處有了纖維形態的改變，或纖維的離子環境等因素發生了改變），我們一般都能記錄到同樣大小和波形的鋒電位，所不同的只是刺激偽跡和鋒電位之間的間隔有所變化，這顯然與動作電位在神經纖維上「傳導」到記錄電極所在部位時所消耗的時間長短有關。這種在同一細胞上動作電位大小不隨刺激強度和傳導距離而改變的現象，稱作「全或無」現象，其原因和生理意義將在下面討論。

在不同的可興奮細胞，動作電位雖然在基本特點上類似，但變化的幅值和持續時間可以各有不同。例如，神經和骨骼肌細胞電流、電壓、電阻、交直流、電功率、電能、單相、三相、功率因數,電動機、電感、電容、整流器、感電、漏電靜電
電鰻
電鯰
電鰩
摩擦起電
人體電流
閃電
雷電
腦電波
激光
極光
量子物理中的隧道電流
靜電
光電現象
摩擦起電
神經細胞中的膜電位
壓電陶瓷
電鰻放電
光以及電磁波的本質是相互垂直電場與磁場
生物電
的動作電位的持續時間以一個或幾個毫秒計，而心肌細胞的動作電位則可持續數百毫秒；雖然如此，這些動作電位都表現「全或無」的性質。
可以吸小紙片了。