চল তড়িৎ অধ্যায়ের গুরুত্বপূর্ণ অনুধাবনমূলক (খ এর) প্রশ্ন HSC

Table of Contents

১) শান্ট কীভাবে গ্যালভানোমিটারকে রক্ষা করে? [ঢা. বো. '১৮; রা. বো. '১৯; য. বো. '১৯; কু. বো. '১৯; চ. বো. '১৬, ১৯; ব. বো. '১৮, ১৯]

উ: অধিক পরিমাণ প্রবাহ গিয়ে যাতে গ্যালভানোমিটার বা সূক্ষ্ম ও সুবেদী বৈদ্যুতিক যন্ত্রকে নষ্ট করতে না পারে তার জন্য যন্ত্রের সাথে সমান্তরালে স্বল্প মানের যে রোধ যুক্ত করা হয় তাই শান্ট। শান্টের প্রধান কাজ হলো গ্যালভানোমিটারের বিদ্যুৎ প্রবাহ হ্রাস করে একে অতি বিদ্যুৎপ্রবাহজনিত ক্ষতির হাত থেকে রক্ষা করা। শান্টকে বর্তনীতে সমান্তরালে সংযোগ দেওয়া হয় যাতে অতিরিক্ত প্রবাহ শান্টের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হতে পারে। এভাবে, শান্ট গ্যালভানোমিটারকে রক্ষা করে।

২) অ্যামিটার এক প্রকার গ্যালভানোমিটার- ব্যাখ্যা দাও।

[চ. বো. '১৯]

উ: যে যন্ত্রের সাহায্যে আধানের অস্তিত্ব ও প্রকৃতি নির্ণয় করা হয় তাকে গ্যালভানোমিটার বলে। গ্যালভানোমিটারের সাথে একটি স্বল্প মানের রোধ সমান্তরালে যুক্ত করলে তা অ্যামিটার এ রূপান্তরিত হয়। সুতরাং অ্যামিটার এক ধরনের গ্যালভানোমিটার।

৩) তড়িৎ প্রবাহের ফলে পরিবাহীতে তাপ উৎপন্ন হয় কেন? ব্যাখ্যা কর।

[রা. বো. '১৫; য. বো. '১৯]

উ: পরিবাহীর মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহিত হলে পরিবাহীর মুক্ত ইলেকট্রনগুলো চলার সময় পরস্পরের সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয়। এতে ব্যয়িত তড়িৎ শক্তির কিছু অংশ পরিবাহীর রোধ অতিক্রম করার কাজে ব্যয় হয়। এ ব্যয়িত শক্তি পরিবাহীতে তাপ শক্তিরূপে প্রকাশ পায়। এ কারণে তড়িৎ প্রবাহের ফলে পরিবাহীতে তাপ উৎপন্ন হয়।

৪) কোনো পরিবাহীর পরিবাহিতা 0.2 সিমেন্স বলতে কী বোঝায়? [সি. বো. '১৬; ব. বো. '১৬]

উ: কোনো পরিবাহীর পরিবাহিতা 0.2 সিমেন্স বলতে বুঝায় ঐ পরিবাহকের দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্য 1 ভোল্ট হলে তার মধ্য দিয়ে 0.2A তড়িৎ প্রবাহ চলে এবং পরিবাহীর রোধ (1 ÷ 0.2) Ω = 5Ω

৫) রোধের উষ্ণতা সহগ বা গুণাঙ্ক বলতে কী বুঝ? ব্যাখ্যা কর।

[য. বো. '১৫]

উ: প্রতি ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রা বৃদ্ধির জন্য একক রোধ সম্পন্ন কোনো পরিবাহীর রোধের যে পরিবর্তন হয় তাকে উক্ত পরিবাহীর রোধের উষ্ণতা সহগ বলে। 0°C তাপমাত্রায় কোনো পরিবাহীর রোধ R০ এবং ৪°C তাপমাত্রায় কোনো পরিবাহীর রোধ Re হলে, রোধের উষ্ণতা সহগ, α = Rθ-R0 ÷ R0.θ 

বা, Rθ = R0(1+ αθ) উষ্ণতা সহগ-এর একক (0°C)-1 বা K/1

৬) হারানো ভোল্ট বলতে কী বুঝায়?

[রা. বো. '১৭; দি. বো. '১৭]

উ: ধরি, E শক্তির এক অংশ V ব্যয় হয় R-এর ওপর দিয়ে আধান চালনা করতে এবং বাকি অংশ V' ব্যয় হয় কোষের অভ্যন্তরীণ রোধের ওপর দিয়ে আধান চালনা করতে। সুতরাং, শক্তির নিত্যতা সূত্রানুসারে, E = V + V' কিন্তু, V হলো R-এর দু'প্রান্তের বিভব পার্থক্য এবং V' হলো অভ্যন্তরীণ রোধ R-এর দু'প্রান্তের বিভব পার্থক্য। এখন, তড়িৎ প্রবাহ মাত্রা। হলে, ও'মের সুত্র হতে পাই, 

V = IR এবং V' = Ir 

E = IR + Ir = I(r + R) 

V' = Ir বিভব পার্থক্য মূল প্রবাহ চালিত করতে কোনো রকম সাহায্য করে না বলে একে সুপ্ত ভোল্ট বা অপচয় ভোল্ট বা হারানো ভোল্ট বলা হয়। সুতরাং তড়িচ্চালক শক্তি প্রাপ্ত ডোন্ট হারানো ভোল্ট। 1 = 0 হলে, হারানো ভোল্ট শূন্য হয়।

৭) তড়িৎ বর্তনীতে অ্যামিটার কেন শ্রেণিতে সংযুক্ত করা হয়?

[সকল. বো. '১৮]

উ: তড়িৎ বর্তনীতে অ্যামিটার শ্রেণীতে সংযুক্ত করা হয়। কারণ, অ্যামিটারের অভ্যন্তরীণ রোধ r এর তুলনায় বাইরের রোধ R অনেক বড় হয়। সমান্তরালে যুক্ত করলে প্রবাহিত তড়িৎ অ্যামিটারের মধ্যদিয়ে প্রবাহিত হবে। ফলে সমগ্র বর্তনীতে অপেক্ষাকৃত কম তড়িৎ প্রবাহিত হবে। তাই সমগ্র বর্তনীর প্রবাহ নির্ণয় সম্ভব হবে না।

প্রশ্রণিতে সংযুক্ত করলে, একই প্রবাহ অন্যান্য রোধ ও অ্যামিটারের মধ্যদিয়ে প্রবাহিত হবে। তাই তড়িৎ বর্তনীতে অ্যামিটার শ্রেণিতে সংযুক্ত করা হয়।

৮) তড়িৎ প্রবাহের ফলে বর্তনীতে তাপের উদ্ভব হয়- ব্যাখ্যা কর।

[ঢা. বো. '১৫; রা. বো. '১৫; সি. বো. '১৫; ব. বো. '১৭]

উ: পরিবাহকের দুই বিন্দুর মধ্যে বিভব পার্থক্য সৃষ্টি হলে পরিবাহকের মুক্ত ইলেকট্রনগুলো আন্তঃআণবিক স্থানের মধ্য দিয়ে পরিবাহকের নিম্নবিভব বিশিষ্ট বিন্দু থেকে উচ্চ বিভব বিশিষ্ট বিন্দুর দিকে চলতে থাকে, ফলে তড়িৎ প্রবাহের সৃষ্টি হয়। এ ইলেকট্রনগুলো চলার সময় পরিবাহকের পরমাণুর সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয় এবং ইলেকট্রনের গতিশক্তি পরমাণুতে সঞ্চালিত হয়ে পরমাণুর গতিশক্তি আরো বৃদ্ধি করে। এ বর্ধিত গতিশক্তি তাপে রূপান্তরিত হয় এবং পরিবাহকের তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়। ফলে পরিবাহী উত্তপ্ত হয়। অর্থাৎ বর্তনীতে তাপের উদ্ভব হয়।

৯) বর্তনীতে শান্ট ব্যবহার করা হয় কেন?

[চ. বো. '১৬]

উ: অধিক পরিমাণ প্রবাহ গিয়ে যাতে গ্যালভানোমিটার বা সূক্ষ্ম ও সুবেদী বৈদ্যুতিক যন্ত্রকে নষ্ট করতে না পারে তার জন্য যন্ত্রের সাথে সমান্তরালে স্বল্প মানের যে রোধ যুক্ত করা হয় তাই শান্ট। শান্টের প্রধান কাজ হলো গ্যালভানোমিটারের বিদ্যুৎ প্রবাহ হ্রাস করে একে অতি বিদ্যুৎপ্রবাহজনিত ক্ষতির হাত থেকে রক্ষা করা। শান্টকে বর্তনীতে সমান্তরালে সংযোগ দেওয়া হয় যাতে অতিরিক্ত প্রবাহ শান্টের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হতে পারে।

১০) তাপমাত্রার সাথে রোধের পরিবর্তনের কারণ ব্যাখ্যা কর।

[সি. বো. '১৬]

উ: মুক্ত ইলেকট্রন প্রবাহের সময় পরিবাহকের অণু পরমাণুর সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয়। এ কারণে পরিবাহকের রোধের উদ্ভব ঘটে। তাপমাত্রা বাড়লে পরিবাহকের অণু পরমাণু অতিরিক্ত শক্তি পায়। এতে তাদের কম্পনের পরিমাণ বেড়ে যায়। ফলে মুক্ত ইলেকট্রনের সাথে এদের সংঘর্ষ বৃদ্ধি পায় এবং প্রবাহ চলার পথে বেশি বাধার সৃষ্টি হয়। এতে করে পরিবাহকের রোধ বৃদ্ধি পায়। এজন্যই তাপমাত্রার সাথে রোধের পরিবর্তন ঘটে।

১১) কার্শফের ১ম সূত্র চার্জের সংরক্ষণ নীতি মেনে চলে- ব্যাখ্যা কর।

[সকল, বো. '১৮]

উ: কার্শফের ১ম সূত্র থেকে আমরা পাই, বিদ্যুৎ বর্তনীর কোনো সংযোগ বিন্দুতে মিলিত প্রবাহমাত্রাগুলোর বীজগাণিতিক যোগফল শূন্য হয়। আবার আমরা জানি, প্রবাহমাত্রা হলো চার্জের প্রবাহ। এখন সংযোগ বিন্দুতে প্রবাহমাত্রাগুলোর যোগফল যদি শূন্য না হয় তাহলে ঐ বিন্দুতে চার্জের সৃষ্টি বা ধ্বংস হওয়া বুঝায়। যা চার্জের নিত্যতা সূত্রের পরিপন্থী। তবে বর্তনীর কোথাও চার্জ সঞ্চিত হতে পারে না। কিন্তু এই সূত্রানুসারে 21 = 0। অর্থাৎ কির্শফের ১ম সূত্র চার্জের সংরক্ষণ নীতি মেনে চলে।

১২) তাপমাত্রা বাড়লে পরিবাহীর রোধ বাড়ে কেন? ব্যাখ্যা কর।

[ঢা. বো. '১৯]

উ: মুক্ত ইলেকট্রন প্রবাহের সময় পরিবাহকের অণু পরমাণুর সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয়। এ কারণে পরিবাহকের রোধের উদ্ভব ঘটে। তাপমাত্রা বাড়লে পরিবাহকের অণু পরমাণু অতিরিক্ত শক্তি পায়। এতে তাদের কম্পনের পরিমাণ বেড়ে যায়। ফলে মুক্ত ইলেকট্রনের সাথে এদের সংঘর্ষ বৃদ্ধি পায় এবং প্রবাহ চলার পথে বেশি বাধার সৃষ্টি হয়। এতে করে পরিবাহকের রোধ বৃদ্ধি পায়।

১৩) তড়িৎ ব্যাটারির গায়ে 5 Am-hour লেখার অর্থ ব্যাখ্যা কর।

[কু. বো. '১৯]

উ: তড়িৎ ব্যাটারির গায়ে 5 Am- hour লেখার অর্থ ব্যাটারি কর্তৃক সরবরাহকৃত তড়িৎ প্রবাহ এবং প্রবাহ কালের গুণফল 5 Am-hour হবে। অর্থাৎ ব্যাটারিটি যদি 1 Am তড়িৎ প্রবাহ সরবরাহ করে তবে এটি 5 hour চলবে।

১৪) সরু ধাতব তারকে সান্ট হিসেবে ব্যবহার করা হয় না কেন? ব্যাখ্যা কর/ সান্ট হিসাবে মোটা তার ব্যবহার করা হয় কেন? [সি. বো. '১৯, ইস্পাহানী পাবলিক কলেজ, কুমিল্লা]

উ: রোধ তারের প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফলের ব্যাস্তানুপাতিক। অর্থাৎ তারের প্রস্বচ্ছেদের ক্ষেত্রফল কম

হলে রোধ বেশি হয়। সরু ধাতব তারকে সান্ট হিসেবে ব্যবহার করলে তারের রোধের মান বেশি হয়। ফলে এর মধ্য দিয়ে অধিক মানের তড়িৎ প্রবাহিত হতে পারে না। এতে সান্টের উদ্দেশ্য ব্যাহত হয়। এজন্য সরু ধাতব তারকে সান্ট হিসেবে ব্যবহার করা হয় না।

১৫) বর্তনীতে বিদ্যুৎ প্রবাহ চলার ক্ষেত্রে অভ্যন্তরীণ রোধের ভূমিকা কী?

[ঢা. বো. '১৭]

উ: তড়িৎ কোষযুক্ত কোনো বর্তনীতে যখন প্রবাহ চলে তখন প্রবাহ কোষের ভেতরে তরল বা অন্যান্য পদার্থের মধ্য দিয়েও প্রবাহিত হয়। কোষের ভেতরে তড়িৎ প্রবাহের দিক কোষের ঋণাত্মক পাত থেকে ধনাত্মক পাতের দিকে। এই পাতদ্বয়ের মধ্যকার বিভিন্ন পদার্থ তড়িৎ প্রবাহের বিরুদ্ধে বাধার সৃষ্টি করে। এর ফলে কোষ অভ্যন্তরীণ রোধের সৃষ্টি হয়।

১৬) অ্যালুমিনিয়ামের রোধের তাপমাত্রা গুণাঙ্ক 3.9 × 10-3 (°C) -1 বলতে কী বুঝ?

[য. বো. '১৭]

উ: অ্যালুমিনিয়ামের রোধের তাপমাত্রা গুণাঙ্ক 3.9 × 10-3 (°C)-1 বলতে বুঝায় যে 10 রোধ বিশিষ্ট কোনো অ্যালুমিনিয়াম পরিবাহীর তাপমাত্রা 1°C বৃদ্ধি পেলে এর রোধ 3.9 × 10-3 Ω বৃদ্ধি পাবে।

১৭) ভোল্টমিটারকে সমান্তরালে যুক্ত করা হয় কেন?

[ঢাকা রেসিডেনসিয়াল মডেল কলেজ, ঢাকা]

উ: আমরা জানি, ভোল্টমিটারের অভ্যন্তরীণ রোধের মান অনেক বেশি। ফলে ভোল্টমিটারকে সমান্তরালে যুক্ত করলে এর মধ্য দিয়ে সামান্য পরিমাণ বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয়। যার ফলে বর্তনীর মূল প্রবাহমাত্রার কোনো পরিবর্তন ঘটে না। ফলে ভোল্টমিটারও সঠিক পাঠ দেয়। এজন্য ভোল্টমিটারকে সমান্তরাল যুক্ত করা হয়।

১৮) কোনো কোষের তড়িচ্চালক শক্তি 10V বলতে কি বুঝ?

উ: কোনো কোষের তড়িচ্চালক বল 10V বলতে বুঝায় 1C চার্জকে কোষ সমেত কোনো বর্তনীর এক বিন্দু থেকে সম্পূর্ণ বর্তনী ঘুরিয়ে আবার ঐ বিন্দুতে আনতে 10) পরিমাণ কাজ করতে হয়।

১৯) নিরাপত্তা ফিউজ ব্যবহার করা হয় কেন?

উ: ফিউজ একটি রোধক যার গলনাঙ্ক কম। বাসা বাড়িতে বৈদ্যুতিক বর্তনীতে এটি ব্যবহার করা হয়। আমরা জানি, অতিরিক্ত বিদ্যুৎ প্রবাহের দরুন ইলেকট্রনিক যন্ত্রপাতি নষ্ট হয়। বর্তনীতে ফিউজ না থাকলে প্রয়োজনের বেশি বিদ্যুৎ প্রবাহমাত্রায় এটি ঘটে থাকে। ফিউজ থাকলে প্রয়োজনের বেশি বিদ্যুৎ প্রবাহমাত্রা থাকলে ফিউজটি কেটে যায় এবং বিদ্যুৎ সংযোগ বিচ্ছিন্ন হয়। ফলে সম্ভাব্য ক্ষতির হাত থেকে যন্ত্রপাতি রক্ষা পায়। এ বিষয়টি নিশ্চিত করার জন্যই বর্তনীতে ফিউজ ব্যবহার করা হয়।

২০) কোনো বর্তনীর বিভব পার্থক্য ও তড়িচ্চালক বল একই নয় কেন, ব্যাখ্যা কর। [ঢা. বো. '১৭]

উ: আমরা জানি, এক একক ধনাত্মক আধানকে কোনো পরিবাহকের এক বিন্দু থেকে অন্য বিন্দুতে স্থানান্তর করতে যে কাজ সম্পন্ন হয় তাই ঐ বিন্দুদ্বয়ের বিভব পার্থক্য কিন্তু একক ধনাত্মক আধানকে কোষসহ কোনো বর্তনীর একবিন্দু থেকে সম্পূর্ণ বর্তনী ঘুরিয়ে আবার ঐ বিন্দুতে আনতে যে কাজ সম্পন্ন হয় তাই ঐ কোষের তড়িচ্চালক শক্তি। বিভব পার্থক্য হয় কোনো পরিবাহক বা তড়িৎ ক্ষেত্রের দুই বিন্দুর কিন্তু তড়িচ্চালক শক্তি হয় কোনো তড়িৎ উৎসের। বর্তনীর বিভব পার্থক্য হলো তড়িচ্চালক শক্তির ফল এবং তড়িচ্চালক শক্তি হলো বিভব পার্থক্যের কারণ, এজন্য বলা যায় কোনো বর্তনীর বিভব পার্থক্য ও তড়িচ্চালক বল এক নয়।

২১) কির্শফের দ্বিতীয় সূত্রটি ∑IR + E = 0 আকারে লিখলে কোনো বর্তনীর লুপে সূত্রটি প্রয়োগের ক্ষেত্রে IR ও E এর চিহ্নের নিয়ম কীরূপ হবে? [কু. বো. '১৭]

উ: কির্শফের দ্বিতীয় সূত্রানুসারে পরিবাহী বর্তনীর মধ্যে যেকোনো বদ্ধ বর্তনীর বিভিন্ন অংশের রোধ এবং এদের মধ্যদিয়ে প্রবাহিত বিদ্যুৎ প্রবাহমাত্রার গুণফলের বীজগাণিতিক যোগফল ঐ বদ্ধ বর্তনীর মোট বিদ্যুচ্চালক শক্তির সমান। এখন সূত্রটিকে ∑IR + E = 0 আকারে লিখলে কোনো বর্তনীর লুপে দক্ষিণাবর্তী বিদ্যুৎ প্রবাহমাত্রাকে ধনাত্মক রাশি, বামাবর্তী বিদ্যুৎ প্রবাহমাত্রা এবং তড়িচ্চালক শক্তিকে ঋণাত্মক রাশি ধরতে হবে।

২২) বিদ্যুৎ প্রবাহের ফলে পরিবাহীতে তাপ উৎপন্ন হওয়ার কারণ ব্যাখ্যা কর।

[ব. বো. '১৭]

উ: পরিবাহকের দুই বিন্দুর মধ্যে বিভব পার্থক্য সৃষ্টি হলে পরিবাহকের মুক্ত ইলেকট্রনগুলো আন্তঃআণবিক স্থানের মধ্য দিয়ে পরিবাহকের নিম্নবিভব বিশিষ্ট বিন্দু থেকে উচ্চ বিভব বিশিষ্ট বিন্দুর দিকে চলতে থাকে, ফলে তড়িৎ প্রবাহের সৃষ্টি হয়। এ ইলেকট্রনগুলো চলার সময়। পরিবাহকের পরমাণুর সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয় এবং ইলেকট্রনের গতিশক্তি পরমাণুতে সঞ্চালিত হয়ে পরমাণুর গতিশক্তি আরো বৃদ্ধি করে। এ বর্ধিত গতিশক্তি তাপে রূপান্তরিত হয় এবং পরিবাহকের তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়। ফলে পরিবাহী উত্তপ্ত হয়। অর্থাৎ বর্তনীতে তাপের উদ্ভব হয়।

২৩) তাপমাত্রার বিবেচনায় পরিবাহী এবং অর্ধপরিবাহীর মধ্যে পার্থক্য কী?

[কু. বো. '১৫]

উ: তাপমাত্রার বিবেচনায় পরিবাহী এবং অর্ধপরিবাহীর মধ্যে পার্থক্য নিম্নরূপ:

পরিবাহী	অর্ধপরিবাহী
সাধারণ তাপমাত্রায় তড়িৎ পরিবহন করে।	সাধারণ তাপমাত্রায় অল্প পরিমাণ তড়িৎ পরিবহন করে।
তাপমাত্রা বাড়ালে রোধ বাড়ে।	তাপমাত্রা বাড়ালে রোধ কমে।
তাপমাত্রা কমালে পরিবাহকত্ব বাড়ে।	তাপমাত্রা কমালে পরিবাহকত্ব কমে।

২৪) বাসাবাড়িতে সমান্তরাল সংযোগ ব্যবহার করা হয় ব্যাখ্যা কর।

[ব. বো. '১৭]

উ: শ্রেণী সমবায়ের ক্ষেত্রে একটি মাত্র চাবি বা সুইচ সারিবদ্ধভাবে একটি মাত্র সংযোগ লাইনের সাহায্যে সংযুক্ত থাকে। কিন্তু সমান্তরালের ক্ষেত্রে একাধিক সংযোগ লাইন থাকে। শ্রেণীর ক্ষেত্রে যেকোনো একটি অকার্যকর হলে বাকি সব যন্ত্রের তড়িৎ প্রবাহের বিঘ্ন ঘটে। কিন্তু সমান্তরালের ক্ষেত্রে সেই ধরনের কোন সমস্যা থাকে না। তাই বাসাবাড়িতে সমান্তরাল সংযোগ ব্যবহার করা হয়।

এগুলো নিজে করে কমেন্টে উত্তর দিও

১) জটিল বর্তনীর ক্ষেত্রে ও'মের সূত্র থেকে কার্শফের সূত্র অধিক প্রযোজ্য ব্যাখ্যা কর।

২) নিরাপত্তা ফিউজে সংকর ধাতু ব্যবহার করার কারণ লিখ।

৩) রোধের সমবায়ে তুল্য রোধের মান কখন বৃদ্ধি পায় ব্যাখ্যা কর।

৪) রোধের উপর তাপমাত্রার প্রভাব কী?

৫) দৈর্ঘ্য ও প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল ভিন্ন হওয়া সত্ত্বেও ভিন্ন ভিন্ন উপাদানে পরিবাহী রোধ ভিন্ন ভিন্ন হয় কেন? ব্যাখ্যা কর।

৬) একটি লম্বা তামার তার ও একটি ছোট তামার তারের মধ্যে কোনটির আপেক্ষিক রোধ বেশি?

৭) কোনো পরিবাহীর ক্ষেত্রে। বনাম V লেখচিত্রটি মূলবিন্দুগামী সরলরেখা হয় কেন?