পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর যে যান্ত্রিক উপকরণের সাহায্যে ঘূর্ণায়মান কয়েলে বিদ্যুতের দিক পরিবর্তন করা হয়, তাকে কমিউটেটর বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর কয়েলটি ঘূর্ণনরত অবস্থায় থাকে এবং ঘূর্ণন গতি জড়তার ধর্ম মেনে চলে। যে মুহূর্তে বলয় টার্মিনাল থেকে সরে যায়, তখন কয়েলে কোনো বিদ্যুৎ না থাকায় তার ওপর টর্ক সৃষ্টিকারী কোনো চৌম্বক বল কাজ করে না। কিন্তু জড়তার কারণে কয়েলটি আগের ঘূর্ণন গতি ধরে রাখে এবং থেমে না গিয়ে ঘুরতে থাকে। এরপর আবার টার্মিনালের সাথে সংযোগ হলে বিদ্যুৎ পেয়ে আবার টর্ক পায়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর বিদ্যুৎপ্রবাহী কয়েলটি একটি তড়িৎচুম্বক বা দণ্ড চুম্বকের মতো আচরণ করে। বাইরের চুম্বকের ক্ষেত্রে রাখা এ কয়েল আকর্ষণ ও বিকর্ষণ বলের কারণে একটি ঘূর্ণন-সৃষ্টিকারী টর্ক অনুভব করে এবং তার সাম্যাবস্থানের দিকে ঘুরতে থাকে।

   যদি বিদ্যুতের দিক পরিবর্তন না করা হয়, তাহলে কয়েলটি সাম্যাবস্থানে পৌঁছে থেমে যাবে। কিন্তু সাম্যাবস্থানে পৌঁছামাত্র যদি কয়েলে বিদ্যুতের দিক উল্টে দেওয়া হয়, তাহলে কয়েলের চুম্বকের উত্তর মেরু দক্ষিণ মেরুতে এবং দক্ষিণ মেরু উত্তর মেরুতে পাল্টে যায়। ফলে বিকর্ষণের কারণে কয়েলটি আবার সরে যাওয়ার চেষ্টা করে এবং নতুন করে ঘূর্ণন-টর্ক পেয়ে ঘুরতে শুরু করে।

   প্রতিবার সাম্যাবস্থানে পৌঁছালে এভাবে বিদ্যুতের দিক পাল্টানো হয় বলেই কয়েলটি অবিরাম ঘুরতে থাকে। এ কাজটি কমিউটেটর করে।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর একটি তারের ভেতর দিয়ে খুব বেশি বিদ্যুৎ প্রবাহিত করা যায় না, তাই একটি মাত্র তার বা সাধারণ কয়েল খুব বড় চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করতে পারে না। ফলে বাইরের চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে ক্রিয়ায় সেটি দুর্বল বল বা টর্ক পায়।

   পরিবর্তন ১ (বলের মান): তারকে অনেক পাক দিয়ে কুণ্ডলী বানিয়ে তার ভেতরে লোহার আর্মেচার রাখলে হালকা বিদ্যুৎ প্রবাহিত করলেই সেটি শক্তিশালী তড়িৎচুম্বকে পরিণত হয়। কারণ কুণ্ডলীর প্রতিটি লুপ ক্ষেত্র তৈরি করে এবং লোহার ক্ষুদ্র চুম্বকগুলো সারিবদ্ধ হয়ে ক্ষেত্রকে আরও বাড়িয়ে দেয়। এই শক্তিশালী তড়িৎচুম্বক বাইরের চুম্বকের সাথে ক্রিয়ায় বড় টর্ক পাবে, ফলে মোটরের ঘূর্ণন-বল বাড়বে।

   পরিবর্তন ২ (ঘূর্ণনের ধারাবাহিকতা): বাস্তব মোটরে আর্মেচারকে ঘিরে অনেকগুলো কয়েল থাকে এবং প্রতিটি কয়েল কমিউটেটর থেকে নিজের মতো করে বিদ্যুৎ পায়। ফলে কোনো এক কয়েল টার্মিনাল থেকে সরে গেলেও অন্য কয়েল টর্ক দিতে থাকে, তাই আর্মেচারের ঘূর্ণন আরও ধারাবাহিক হবে।

   অতএব, লোহার আর্মেচারে একাধিক কয়েল ব্যবহার করলে মোটর অধিক শক্তিশালী ও ধারাবাহিকভাবে ঘুরবে।