পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র • চল তড়িৎ • Mymensingh Board • ময়মনসিংহ বোর্ড ২০২১

পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

2V তড়িচ্চালক শক্তি ও 1 ohm অন্তঃরোধবিশিষ্ট 5 টি তড়িৎ কোষকে শ্রেণিতে সাজিয়ে 25°C তাপমাত্রার 60ohm রোধবিশিষ্ট একটি পরিবাহী তারের সাথে যুক্ত করা হলো। পরিবাহী তারের রোধের উষ্ণতার গুণাঙ্ক 4.2×10−3/°C4.2\times10^{-3}/°C

  1. ক)

    তড়িৎ বর্তনী কাকে বলে?

    (1)
  2. খ)

    নিরাপত্তা ফিউজে বিশুদ্ধ ধাতুর পরিবাহী তার ব্যবহার করলে কী ঘটবে? ব্যাখ্যা করো।

    (2)
  3. গ)

    1000∘\mathrm{1000^ {\circ}} তাপমাত্রায় পরিবাহী তারটির রোধ নির্ণয় করো।

    (3)
  4. ঘ)

    উদ্দীপকের সকল তড়িৎ কোষগুলোকে সমান্তরালে সাজিয়ে একইভাবে যুক্ত করলে প্রবাহের পরিবর্তন কীরূপ হবে? গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ কর।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    তড়িৎ প্রবাহ চলার সম্পূর্ণ অবিচ্ছিন্ন পথকে তড়িৎ বর্তনী বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    নিরাপত্তা ফিউজ হিসেবে এমন উপাদান ব্যবহার করা হয় যার গলনাঙ্ক কম এবং নির্দিষ্ট সীমার অতিরিক্ত তড়িৎ প্রবাহ হলে তা সহজেই গলে গিয়ে বর্তনী বিচ্ছিন্ন করতে পারে।
    বিশুদ্ধ ধাতুর তারের গলনাঙ্ক সাধারণত বেশ উচ্চ হয়। তাই নিরাপত্তা ফিউজে বিশুদ্ধ ধাতুর তার ব্যবহার করলে বর্তনীতে মাত্রাতিরিক্ত প্রবাহ বা শর্ট-সার্কিট হলেও তারটি সহজে গলবে না। ফলে ফিউজ না কেটে বর্তনীতে সংযুক্ত মূল্যবান বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতি নষ্ট হয়ে যাবে এবং অগ্নিকাণ্ডের মারাত্মক ঝুঁকি তৈরি হবে।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দেওয়া আছে,
    প্রাথমিক তাপমাত্রা, T1=25∘CT_1 = 25^\circ\text{C}
    প্রাথমিক রোধ, R25=60 ΩR_{25} = 60\ \Omega
    রোধের উষ্ণতার গুণাঙ্ক, α=4.2×10−3 /∘C\alpha = 4.2 \times 10^{-3}\ /^\circ\text{C}
    পরবর্তী তাপমাত্রা, T2=100∘CT_2 = 100^\circ\text{C}

    তাপমাত্রার পরিবর্তন, Δθ=T2−T1=100∘C−25∘C=75∘C\Delta\theta = T_2 - T_1 = 100^\circ\text{C} - 25^\circ\text{C} = 75^\circ\text{C}

    আমরা জানি,
    R100=R25(1+αΔθ)R_{100} = R_{25}(1 + \alpha \Delta\theta)
    =60×[1+(4.2×10−3×75)]= 60 \times [1 + (4.2 \times 10^{-3} \times 75)]
    =60×[1+0.315]= 60 \times [1 + 0.315]
    =60×1.315= 60 \times 1.315
    =78.9 Ω= 78.9\ \Omega

    অতএব, 100∘C100^\circ\text{C} তাপমাত্রায় পরিবাহী তারটির রোধ হবে 78.9 Ω78.9\ \Omega।
    (নোট: প্রশ্নে '1000∘1000^\circ' মুদ্রণজনিত ত্রুটিযুক্ত হওয়ায় প্রচলিত বোর্ড প্রশ্নানুসারে 100∘C100^\circ\text{C} ধরে সমাধান করা হলো। তবে 1000∘C1000^\circ\text{C} বিবেচনা করলে রোধ হবে: R=60×[1+4.2×10−3×(1000−25)]=305.7 ΩR = 60 \times [1 + 4.2 \times 10^{-3} \times (1000 - 25)] = 305.7\ \Omega)।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দেওয়া আছে,
    প্রতিটি কোষের তড়িচ্চালক শক্তি, E=2 VE = 2\text{ V}
    প্রতিটি কোষের অভ্যন্তরীণ রোধ, r=1 Ωr = 1\ \Omega
    কোষের সংখ্যা, n=5n = 5
    বহিঃস্থ রোধ (25∘C25^\circ\text{C} তাপমাত্রায় তারের রোধ), R=60 ΩR = 60\ \Omega

    প্রথম ক্ষেত্রে, কোষগুলোকে শ্রেণিতে সাজানো হলে মোট তড়িচ্চালক শক্তি Es=nEE_s = nE এবং মোট অভ্যন্তরীণ রোধ rs=nrr_s = nr।
    শ্রেণি সমবায়ে বর্তনীর তড়িৎপ্রবাহ,
    Is=nER+nrI_s = \frac{nE}{R + nr}
    =5×260+5×1= \frac{5 \times 2}{60 + 5 \times 1}
    =1065= \frac{10}{65}
    ≈0.1538 A\approx 0.1538\text{ A}

    দ্বিতীয় ক্ষেত্রে, কোষগুলোকে সমান্তরালে সাজানো হলে মোট তড়িচ্চালক শক্তি Ep=EE_p = E এবং তুল্য অভ্যন্তরীণ রোধ rp=rnr_p = \frac{r}{n}।
    সমান্তরাল সমবায়ে বর্তনীর তড়িৎপ্রবাহ,
    Ip=ER+rn=nEnR+rI_p = \frac{E}{R + \frac{r}{n}} = \frac{nE}{nR + r}
    =5×25×60+1= \frac{5 \times 2}{5 \times 60 + 1}
    =10301= \frac{10}{301}
    ≈0.0332 A\approx 0.0332\text{ A}

    প্রবাহের পরিবর্তন,
    ΔI=Is−Ip=0.1538 A−0.0332 A=0.1206 A\Delta I = I_s - I_p = 0.1538\text{ A} - 0.0332\text{ A} = 0.1206\text{ A} (হ্রাস পাবে)

    অতএব, কোষগুলোকে সমান্তরালে সাজালে বর্তনীর প্রবাহ প্রায় 0.1206 A0.1206\text{ A} হ্রাস পাবে।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

অ্যাপ ডাউনলোড করোওয়েবে খুলো

সম্পর্কিত প্রশ্ন