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皮卡丘发电原理为直流，输出亦为直流。
发电和输出间有提高电压的机制，视乎升压原理，可能用到交流电。
从结果看：
动画中，十万伏特作用于人体时仅仅表现为焦黑电击伤，并没有出现交流电频率干扰神经系统和心肌所带来的致死**官失常，如心脏骤停等（不然火箭队得死多少次了）。故皮卡丘输出为直流电。
从原理看：
首先，皮卡丘的发电类型应该是类似电鳗的生物发电，而并非自爆磁怪的化学发电（类似电池）或电光蜥的物理发电（受光照刺激造成电子跃迁形成电流，是太阳能发电技术的原理）
在现实的生物界里，生物发电其实是特化的肌肉细胞，利用化学能移动细胞内的离子形成电势差，有点类似于神经细胞传递电脉冲信号的原理。通常一个细胞可以产生50～150毫伏的电压。细胞可以被视为一个个可充电小电池。
以电鳗为例，电鳗的身体长度的2/3被这种放电器官塞满。发育期身体越长越长时，最大电压也随之上升。这从侧面可以证明其是直流电池串联的。
这种放电原理可以直观地看出，需要有充电的过程才能放电。电鳗连续放电后电压会迅速减弱，短时休息后电压恢复正常，这和皮卡丘在动画中放电前蓄力、过度使用技能后疲劳的表现相似。
鉴于皮卡丘的食谱在动画中仅表现为吃苹果，没有大量摄入铁质或者磁化物的表现，缺少产生交流电的磁性。同时旋转磁场得到交流电的话，并不会有这种迅速短时放电的特征，因为旋转会有惯性嘛，转起来停下来都不容易。我们基本可以排除皮卡丘发电是交流电的可能。
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10WV，是一件很难的事情，即使是电气宝贝，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。
这种串联机制中，电压与长度直接相关。发出10w伏特电压，需要100000/0.15=666667个细胞串联。假设细胞大小10微米，发电器官长度约为666667*10^－5=6.67m，大大超出皮卡丘的身长。且神经系统很难控制如此多的发电细胞同时张开离子通道释放电压（想想特斯拉汽车的电池管理难度吧）。所以皮卡丘必然有一个直流升压系统。直流升压原理不赘述，大抵会将直流电用振荡电路转换为交流电再升压，最后整流为直流。皮卡丘放电时两颊出现的电火花，表明其双颊很可能是振荡电路的电容所在。而振荡电路的电感可能由分布在头部神经纤维构成：神经纤维电阻低，位置靠近电容，且可以有类似面神经的神经由大脑直接控制升压幅度。
由此我们可以想象皮卡丘的放电器官很可能是从耳朵一直延伸到尾部的，沿脊柱分布，最大化发电器的长度。同时在头部串联入升压电路，直接由大脑控制电压。耳朵和尾部的形状也相当适合尖端放电。从耳朵到尾巴的回路自然地位于身体背面，与脚部绝缘，不会因为接地而失去电压。可灵活转向的耳朵和尾巴可以指向目标击穿空气形成离子通道，以达到使用十万伏特或者落雷这种的指向性高压技能，而不用像雷电兽那样必须使用雷电拳这种接触性电击技能。
所以，当皮卡丘需要放电的时候。神经系统开始释放乙.酰胆碱，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（单3W只能电离表皮加一万也不一定能隔好远进行放电考虑到动漫里电压高于实际电压做4W处理）。
这还没有完，仅仅是靠自身富集的电压在脸上形成一个电容装置，是无法产生高达10w伏特的高压电的。关键在于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。（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。）
皮卡丘放大招时。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。这时，不得不说明一下皮卡丘优越的折线形尾巴设计了折线的拐角出有尖端突起部分，更利于放电。
还有一点值得注意，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最高值时不被击穿，这个原理可以参考修高压电工人穿的防护服。
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