পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর বৈদ্যুতিক বর্তনীতে নিরাপদ সীমার বেশি তড়িৎ প্রবাহিত হলে যে সরু ও কম গলনাঙ্কবিশিষ্ট তার গলে গিয়ে বর্তনী বিচ্ছিন্ন করে দেয়, তাকে ফিউজ বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর তারের প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল কম হলে তার রোধ বেশি হয়। তাপ উৎপাদনের হার $I^2R$ হওয়ায় রোধ বেশি হলে একই প্রবাহে বেশি তাপ উৎপন্ন হয়। তাই বিপজ্জনক মাত্রার বেশি প্রবাহ গেলে সরু ফিউজ তার দ্রুত উত্তপ্ত হয়ে গলে যায় এবং বর্তনী বিচ্ছিন্ন করে যন্ত্রপাতিকে রক্ষা করে। এজন্য ফিউজের তার সরু হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর বাল্বগুলোর মোট ক্ষমতা $= 4 \times 60 = 240\text{ W}$।
   ফ্যানগুলোর মোট ক্ষমতা $= 2 \times 75 = 150\text{ W}$।
   হিটারসহ মোট ক্ষমতা $P = 240 + 150 + 1500 = 1890\text{ W}$।
   সাপ্লাই ভোল্টেজ $V = 220\text{ V}$। আমরা জানি, $P = VI$
   সুতরাং $I = \frac{P}{V} = \frac{1890}{220} \approx 8.59\text{ A}$।
   অতএব, মোট প্রবাহ প্রায় $8.59\text{ A}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর হিটার যুক্ত করার আগে আলো ও ফ্যানের মোট ক্ষমতা $390\text{ W}$, তাই প্রবাহ $= \frac{390}{220} \approx 1.77\text{ A}$, যা $5\text{ A}$ ফিউজের নিরাপদ সীমার মধ্যে।
   কিন্তু হিটারসহ মোট প্রবাহ $8.59\text{ A}$ (গ থেকে), যা ফিউজের সীমা $5\text{ A}$ এর চেয়ে বেশি। ফলে ফিউজের সরু তার $I^2R$ তাপে গলে যাবে এবং সার্কিট বিচ্ছিন্ন হয়ে আলো ও ফ্যান বন্ধ হয়ে যাবে। ফিউজ না থাকলে বা বড় ফিউজ লাগালে তার অতিরিক্ত গরম হয়ে অপরিবাহী আস্তরণ পুড়ে আগুন লাগতে পারত। সুতরাং কাজটি নিরাপদ ছিল না।
   নিরাপদ ব্যবস্থা: হিটারের জন্য আলাদা সার্কিট নিতে হবে, যেমন গৃহের বর্তনী নকশায় বৈদ্যুতিক চুলার জন্য $15\text{ A}$ এর আলাদা সার্কিট ব্রেকার ব্যবহার করা হয়। হিটারের একক প্রবাহ $\frac{1500}{220} \approx 6.82\text{ A}$, যা $15\text{ A}$ এর সীমার মধ্যে। এছাড়া হিটারের ধাতব কাঠামোতে ভূমি সংযোগ (গ্রাউন্ড) এবং লাইভ তারে সুইচ ব্যবহার করা উচিত।