পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর যে যন্ত্রের সাহায্যে তড়িৎ চৌম্বকীয় আবেশের মাধ্যমে সরাসরি বৈদ্যুতিক সংযোগ ছাড়াই এসি ভোল্টেজকে বাড়ানো বা কমানো যায়, তাকে ট্রান্সফর্মার বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর ট্রান্সফর্মার তড়িৎ চৌম্বকীয় আবেশের নীতিতে কাজ করে, যেখানে গৌণ কুণ্ডলীতে ভোল্টেজ সৃষ্টির জন্য লোহার কোরের চৌম্বক ক্ষেত্রের ক্রমাগত পরিবর্তন প্রয়োজন। এসি ভোল্টেজ ক্রমাগত বাড়ে-কমে এবং দিক পরিবর্তন করে বলে কোরে চৌম্বকত্বও ক্রমাগত পরিবর্তিত হয়। ফলে গৌণ কুণ্ডলীতে তড়িৎচালক শক্তি আবিষ্ট হয়। ডিসি দিলে চৌম্বক ক্ষেত্র স্থির থাকে এবং আবেশ ঘটে না, তাই এসি প্রয়োগ করা হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর দেওয়া আছে, প্রাইমারি কয়েলের পাকসংখ্যা, $n_P = 1100$
   প্রাইমারি ভোল্টেজ, $V_P = 220\ \mathrm{V}$
   সেকেন্ডারি ভোল্টেজ, $V_S = 5\ \mathrm{V}$

   আমরা জানি, $\frac{V_S}{V_P} = \frac{n_S}{n_P}$
   বা, $n_S = \frac{V_S}{V_P} \times n_P = \frac{5}{220} \times 1100 = 25$

   অতএব, সেকেন্ডারি কয়েলের পাকসংখ্যা 25।

   যেহেতু সেকেন্ডারি কয়েলের পাকসংখ্যা (25) প্রাইমারি কয়েলের পাকসংখ্যা (1100) অপেক্ষা কম এবং ভোল্টেজ 220 V থেকে কমে 5 V হয়েছে, তাই এটি একটি স্টেপ ডাউন ট্রান্সফর্মার।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর সেকেন্ডারি কয়েলের প্রবাহ, $I_S = 2\ \mathrm{A}$, ভোল্টেজ $V_S = 5\ \mathrm{V}$, প্রাইমারি ভোল্টেজ $V_P = 220\ \mathrm{V}$।

   আদর্শ ট্রান্সফর্মারে $V_P I_P = V_S I_S$
   বা, $I_P = \frac{V_S I_S}{V_P} = \frac{5 \times 2}{220} = \frac{10}{220} \approx 0.0455\ \mathrm{A}$

   অতএব, প্রাইমারি কয়েলে প্রবাহ প্রায় $0.0455\ \mathrm{A}$ বা $45.5\ \mathrm{mA}$।

   ক্ষমতার তুলনা: সেকেন্ডারির ক্ষমতা $P_S = V_S I_S = 5 \times 2 = 10\ \mathrm{W}$। প্রাইমারির ক্ষমতা $P_P = V_P I_P = 220 \times \frac{10}{220} = 10\ \mathrm{W}$। অর্থাৎ দুই পাশের ক্ষমতা সমান। ভোল্টেজ কমে 5 V হওয়ায় প্রবাহ বেড়েছে ($I_S > I_P$), কিন্তু মোট ক্ষমতা অপরিবর্তিত, তাই ট্রান্সফর্মার অতিরিক্ত শক্তি তৈরি করে না।

   ডিসি যুক্ত করলে: ডিসি প্রবাহ স্থির হওয়ায় লোহার কোরে চৌম্বক ক্ষেত্রের পরিবর্তন হবে না। ফলে সেকেন্ডারি কয়েলে কোনো তড়িৎচালক শক্তি আবিষ্ট হবে না। সেকেন্ডারিতে ভোল্টেজ শূন্য হবে এবং মোবাইল চার্জ হবে না। অতএব, ট্রান্সফর্মার ডিসি ভোল্টেজে কাজ করে না।