পদার্থ বিজ্ঞান • চল বিদ্যুৎ

পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

একটি বর্তনীতে 12 V12\ \mathrm{V} এর একটি ব্যাটারির সাথে 2 Ω2\ \Omega, 4 Ω4\ \Omega ও 6 Ω6\ \Omega এর তিনটি রোধ পরপর যুক্ত আছে। ব্যাটারির ধনাত্মক প্রান্ত A, 2 Ω2\ \Omega ও 4 Ω4\ \Omega রোধের সংযোগস্থল B, 4 Ω4\ \Omega ও 6 Ω6\ \Omega রোধের সংযোগস্থল C এবং 6 Ω6\ \Omega রোধ ও ব্যাটারির ঋণাত্মক প্রান্তের সংযোগস্থল D। প্রথমে D বিন্দুকে ভূমির সাথে যুক্ত করা হলো। পরে সুমি D এর বদলে A বিন্দুকে ভূমিসংলগ্ন করল। সংযোগকারী তারের রোধ উপেক্ষণীয়।

  1. ক)

    পরিবর্তী রোধ কাকে বলে?

    (1)
  2. খ)

    বর্তনীর যেকোনো বিন্দুতে যে পরিমাণ বিদ্যুৎ ঢোকে ঠিক সেই পরিমাণ বিদ্যুৎ বের হয়ে যায়— ব্যাখ্যা করো।

    (2)
  3. গ)

    D বিন্দু ভূমিসংলগ্ন থাকলে বর্তনীর বিদ্যুৎপ্রবাহ এবং B ও C বিন্দুর বিভব নির্ণয় করো।

    (3)
  4. ঘ)

    সুমি A বিন্দুকে ভূমিসংলগ্ন করায় বর্তনীতে কী পরিবর্তন ঘটবে? A, B, C, D বিন্দুর নতুন বিভব ও প্রতিটি রোধের দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্য বের করে বিশ্লেষণ করো।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর যে রোধের মান একটি নির্দিষ্ট সীমার ভেতরে প্রয়োজনমতো পরিবর্তন করা যায়, তাকে পরিবর্তী রোধ বা রিওস্টেট বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর বর্তনীতে বিদ্যুৎ বলতে চার্জের প্রবাহ বোঝায়। চার্জ সৃষ্টিও হয় না, ধ্বংসও হয় না; শুধু এক স্থান থেকে অন্য স্থানে স্থানান্তরিত হয়। তাই কোনো বিন্দুতে চার্জ জমা হয় না বা সেখানে নতুন চার্জ তৈরি হয় না। ফলে যে পরিমাণ বিদ্যুৎ কোনো বিন্দুতে প্রবেশ করে, ঠিক সেই পরিমাণ বিদ্যুৎ সেখান থেকে বের হয়ে যায়।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর রোধগুলো পরপর যুক্ত, তাই মোট রোধ, R=2+4+6=12 ΩR = 2 + 4 + 6 = 12\ \Omega
    বিদ্যুৎপ্রবাহ, I=VR=1212=1 AI = \frac{V}{R} = \frac{12}{12} = 1\ \mathrm{A}
    D ভূমিসংলগ্ন, তাই VD=0V_D = 0 এবং VA=12 VV_A = 12\ \mathrm{V}।
    2 Ω2\ \Omega রোধে বিভব পতন =1×2=2 V= 1 \times 2 = 2\ \mathrm{V}
    সুতরাং VB=12−2=10 VV_B = 12 - 2 = 10\ \mathrm{V}
    4 Ω4\ \Omega রোধে বিভব পতন =1×4=4 V= 1 \times 4 = 4\ \mathrm{V}
    সুতরাং VC=10−4=6 VV_C = 10 - 4 = 6\ \mathrm{V}
    (যাচাই: 6 Ω6\ \Omega রোধে পতন =6 V= 6\ \mathrm{V}, তাই VD=6−6=0V_D = 6 - 6 = 0।)
    অতএব, বিদ্যুৎপ্রবাহ 1 A1\ \mathrm{A}, VB=10 VV_B = 10\ \mathrm{V} এবং VC=6 VV_C = 6\ \mathrm{V}।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর A ভূমিসংলগ্ন হলে VA=0V_A = 0। ব্যাটারি 12 V12\ \mathrm{V} এর, তাই A ও D এর পার্থক্য 12 V12\ \mathrm{V} থাকবেই; অতএব VD=−12 VV_D = -12\ \mathrm{V}।
    বিদ্যুৎপ্রবাহ, I=1212=1 AI = \frac{12}{12} = 1\ \mathrm{A} (আগের মতোই)।
    VB=0−1×2=−2 VV_B = 0 - 1 \times 2 = -2\ \mathrm{V}
    VC=−2−1×4=−6 VV_C = -2 - 1 \times 4 = -6\ \mathrm{V}
    VD=−6−1×6=−12 VV_D = -6 - 1 \times 6 = -12\ \mathrm{V} (মিলে যায়)।
    প্রতিটি রোধের দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্য:
    2 Ω2\ \Omega এ: 0−(−2)=2 V0 - (-2) = 2\ \mathrm{V}
    4 Ω4\ \Omega এ: −2−(−6)=4 V-2 - (-6) = 4\ \mathrm{V}
    6 Ω6\ \Omega এ: −6−(−12)=6 V-6 - (-12) = 6\ \mathrm{V}
    এগুলো আগের মানের সমান।
    সুতরাং ভূমিসংযোগ পরিবর্তন করায় প্রতিটি বিন্দুর বিভবের মান বদলে গেছে (A: 12 V12\ \mathrm{V} থেকে 00, B: 10 V10\ \mathrm{V} থেকে −2 V-2\ \mathrm{V}, C: 6 V6\ \mathrm{V} থেকে −6 V-6\ \mathrm{V}, D: 00 থেকে −12 V-12\ \mathrm{V}), কিন্তু বিভব পার্থক্য ও বিদ্যুৎপ্রবাহ অপরিবর্তিত আছে। কারণ বিদ্যুৎপ্রবাহ বিভবের মানের ওপর নয়, বিভব পার্থক্যের ওপর নির্ভর করে।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

অ্যাপ ডাউনলোড করোওয়েবে খুলো