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Aufgabe 2 — Highspeed-Blitzlichtkondensator

In der Highspeed-Fotographie spielt die Mindestbelichtungszeit für die Aufhebung der Unschärfe für bewegte Objekte die entscheidende Rolle. Mechanische Verschlüsse können kurze Belichtungszeiten selbst bei Objekten wie einer sich langsam bewegenden Hummel nicht realisieren. Um kurze Belichtungen umzusetzen, wurden externe Blitzgeräte eingeführt. Ein Lösungsversuch für kleine Belichtungsdauern war in den siebziger Jahren der sogenannte Lüttge-Blitzlichtkondensator.

2.1

Die Lüttge-Blitzlichtkondensatoren gehören zur Gruppe der Folienkondensatoren.

Beschreibe deren Aufbau und erläutere deren Vorteile hinsichtlich der Kapazität und Spannung im Vergleich zu einem luftgefüllten Plattenkondensator unter Verwendung von Material 6.

6 BE

2.2

Erläutere die Ursachen und Folgen von Formula: \varepsilon_{r} > 1Formula: \varepsilon_{r} > 1 für Dielektrika.

4 BE

2.3

Es wird nun angenommen, dass sich der Lüttge-Blitzlichtkondensator entsprechend der Angaben in Material 6 entlädt. Zur Vereinfachung wird angenommen, dass der Widerstand der Schaltung dabei konstant ist.

2.3.1

Zeige unter Nutzung des zeitlichen Verlaufs der Stromstärke bei der Entladung, dass der Widerstand bei der Entladung Formula: R = 0,483\;\OmegaFormula: R = 0,483\;\Omega beträgt.

5 BE

2.3.2

Stelle die Entladestromstärke in Abhängigkeit von der Zeit für die Blitzdauer dar. Ermittle die Halbwertszeit des Lüttge-Blitzlichtkondensators.

Hinweis: Die Halbwertszeit gibt an, nach welcher Zeitspanne von der Anfangsstromstärke nur noch Formula: 50\,\%Formula: 50\,\% vorhanden sind.

5 BE

2.3.3

Ermittle graphisch die Ladung des Lüttge-Blitzlichtkondensators und vergleiche das Ergebnis mit den Angaben in Material 6.

6 BE

2.4

Beim Lüttge-Blitzlichtkondensator erfolgte eine Entladung unabhängig von der notwendigen Belichtung eines Objektes.

Erläutere ausgehend von dem Prinzipienschaltbild eines Lüttge-Blitzlichtkondensators in Material 7 Veränderungen im Aufbau, sodass variable Belichtungszeiten möglich sind.

5 BE

2.5

Der Lüttge-Blitzlichtkondensator wurde lange Zeit in der Naturfotographie für Highspeed-Aufnahmen verwendet. Moderne Highspeed-Blitzlichtgeräte, welche mit einer Kapazität von Formula: 1400\;\mathrm{\mu F}Formula: 1400\;\mathrm{\mu F} bei Formula: 330\;\mathrm{V}Formula: 330\;\mathrm{V} arbeiten, lösen die Lüttge-Blitzlichtkondensatoren ab. Es wird derzeit ein Verkaufsverbot für vorhandene Ersatzteile der Lüttge-Blitzlichtkondensatoren diskutiert.

Bewerte solch ein mögliches Verkaufsverbot. Vergleiche dazu die Betriebsspannungen und gehe auf weitere physikalisch-technische Aspekte sowie die äußeren Bedingungen bei der Naturfotographie ein.

9 BE

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