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Aufgabe:

könnte mir bitte jemand bei dieser Aufgabe helfen?

(Spannungsversorgung für einen Laser): In ausgewählten Zahnarztpraxen werden Bohrer durch Lasersysteme ersetzt. Diese Laser können extrem starke Lichtpulse aussenden, die beim Auftreffen auf ein Material dieses Material schlagartig verdampfen. Sofern die Pulse hinreichend kurz sind, wird das umliegende Material praktisch nicht erwärmt und es treten keine Geräusche oder Vibrationen auf. Dies erlaubt es, kariöse Stellen am Zahn präzise zu entfernen, ohne dass bei dem Patienten die charakteristischen Bohrschmerzen auftreten. Dadurch ist die Laserbehandlung insbesondere für ängstliche Patienten geeignet, die sich einer konservativen Zahnbehandlung verweigern. Die Laser sind aus einer Art Gasentladungslampe aufgebaut, deren Licht durch eine geeignete Spiegelanordnung verstärkt wird. Diese Gasentladungslampe muss von einem geeigneten, auf Kondensatoren beruhenden Netzgerät mit Spannungsstößen versorgt werden. Hierzu soll ein Kondensator mit C=0,1 F zum Einsatz kommen.


a) Ein Laserpuls soll eine Lichtenergie von 500mJ aufweisen. Die Pulslänge soll 50μs betragen. Berechnen Sie die durchschnittliche Leistung des Lasers während des Pulses.

b) Nehmen Sie an, dass der Laser einen elektrischen Wirkungsgrad von 1% aufweist, d.h. es wird 100J elektrische Energie benötigt, um 1J Lichtenergie zu erhalten. Welche Anschlussleistung wäre erforderlich, um die notwendige Energie aus dem Stromnetz zu beziehen. Vergleichen Sie diese Leistung mit der Leistung einer Haushaltssteckdose (220V, 16A).

c) Welche Spannung ist erforderlich, um die für den Laserpuls benötigte elektrische Energie in den Kondensator zu laden. Vernachlässigen Sie, dass bei einer schnellen Entladung eines Kondensators stets ein wenig Energie in diesem Kondensator verbleibt.

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wende die passenden Formeln an:

a: Leistung ist Arbeit / Zeit

b: Wirkungsgrad ist "erhaltene Energie" / "aufgewendete Energie"

c: Arbeit ist Spannung / Zeit

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