সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান
ভূমিকা
বৈদ্যুতিক বর্তনীতে তড়িৎ প্রবাহ এবং রোধকের ভূমিকা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। তড়িৎ প্রবাহের মাধ্যমে আমরা বিভিন্ন বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতি চালাতে পারি এবং রোধক ব্যবহার করে তড়িৎ প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করতে পারি। এই আর্টিকেলে আমরা একটি নির্দিষ্ট বৈদ্যুতিক বর্তনীর নিয়ে সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান নিয়ে আলোচনা করব এবং তড়িৎ প্রবাহ ও রোধকের ভূমিকা বিশ্লেষণ করব।
একটি গুরুত্বপূর্ণ সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান
উদ্দীপক:
নিচের চিত্রটি বিশ্লেষণ করে প্রশ্নগুলোর উত্তর দিতে হবে।
চিত্রের বর্ণনাঃ চিত্রটিতে একটি \(12\) ভোল্ট ব্যাটারি এবং তিনটি রোধক (\(R_1\), \(R_2\), এবং \(R_3\)) সমান্তরালভাবে সংযুক্ত রয়েছে। রোধকগুলোর মান যথাক্রমে \(4Ω\), \(6Ω\), এবং \(12Ω\)।
- পরিবাহীতে তড়িৎ প্রবাহের সৃষ্টি হয় কখন?
- রোধক কী? ব্যাখ্যা কর।
- বর্তনীটির তুল্যরোধ নির্ণয় কর।
- \(R _1\), \(R_2\) এবং \(R_3\) এর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত তড়িৎ প্রবাহের সমষ্টি বর্তনীর মূল প্রবাহের সমান কিনা- গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে মতামত দাও।
প্রশ্ন ও উত্তর
ক. পরিবাহীতে তড়িৎ প্রবাহের সৃষ্টি হয় কখন?
পরিবাহীতে তড়িৎ প্রবাহের সৃষ্টি হয় যখন এর দুই প্রান্তের মধ্যে বিভব পার্থক্য থাকে। এই বিভব পার্থক্য সাধারণত ব্যাটারি বা জেনারেটরের মাধ্যমে সরবরাহ করা হয়। বিভব পার্থক্য থাকলে তড়িৎ চার্জ পরিবাহকের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়, ফলে তড়িৎ প্রবাহ সৃষ্টি হয়।
খ. রোধক কী? ব্যাখ্যা কর।
রোধক বা রেজিস্টর হলো একটি বৈদ্যুতিক উপাদান যা তড়িৎ প্রবাহকে বাধা দেয়। এটি তড়িৎ বর্তনীতে ব্যবহৃত হয় তড়িৎ প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ বা সীমিত করার জন্য। রোধক তড়িৎ প্রবাহকে বাধা দেয়ার জন্য যে ধর্ম ব্যবহার করে তাকে রোধ বলে। রোধকের মান ওহম (Ω) এককে পরিমাপ করা হয়।
গ. বর্তনীটির তুল্যরোধ নির্ণয় কর।
উদ্দীপক অনুসারে,
- প্রথম রোধ, (\(R_1\) = \(4Ω\),
- দ্বিতীয় রোধ\(R_2\) = \(6Ω\),
- এবং তৃতীয় রোধ\(R_3\) = \(12Ω\)
চিত্র অনুযায়ী, \(R_1\), \(R_2\), এবং \(R_3\) সমান্তরালভাবে সংযুক্ত। সমান্তরাল বর্তনীতে তুল্যরোধ (\(R_{eq}\)) নির্ণয়ের সূত্র:
$$ \frac{1}{R_{eq}} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} + \frac{1}{R_{3}} $$
তাহলে,
$$ \frac{1}{R_{eq}} = \frac{1}{4Ω} + \frac{1}{6Ω} + \frac{1}{12Ω} $$
$$ \frac{1}{R_{eq}} = \frac{3+2+1}{12Ω}$$ $$ = \frac{6}{12Ω} $$ $$=
0.5Ω^{-1} $$
$$ \therefore \, R_{eq} = 2Ω $$
ঘ. \(R_1\), \(R_2\) এবং \(R_3\) এর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত তড়িৎ প্রবাহের সমষ্টি বর্তনীর মূল প্রবাহের সমান কিনা- গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে মতামত দাও।
প্রতিটি রোধকের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত তড়িৎ প্রবাহ নির্ণয় করতে ওহমের সূত্র (\(V = IR\)) ব্যবহার করা হয়।
এখানে
- বিভব পার্থক্য,\(V = 12V\)
- তুল্যরোধ, \(R_{eq} = 2Ω\)
ওহমের সূত্র প্রয়োগ করে আমরা পাই,
$$ I_{R1} = \frac{V}{R_{1}} = \frac{12V}{4Ω} = 3A $$
$$ I_{R2} = \frac{V}{R_{2}} = \frac{12V}{6Ω} = 2A $$
$$ I_{R3} = \frac{V}{R_{3}} = \frac{12V}{12Ω} = 1A $$
তাহলে, মোট তড়িৎ প্রবাহ:
$$ I_{total} = I_{R1} + I_{R2} + I_{R3}$$বা, $$ I_{total}= 3A + 2A + 1A $$বা, $$ I_{total} = 6A $$
বর্তনীর মূল তড়িৎ প্রবাহও 6A, যা তুল্যরোধের মাধ্যমে নির্ণয় করা যায়:
$$ I_{total} = \frac{V}{R_{eq}}$$ বা, $$ I_{total} = \frac{12V}{2Ω} $$ বা,$$ I_{total} = 6A $$
তাহলে, \(R_1\), \(R_2\) এবং \(R_3\) এর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত তড়িৎ প্রবাহের সমষ্টি বর্তনীর মূল প্রবাহের সমান।
উপসংহার
বৈদ্যুতিক বর্তনীতে তড়িৎ প্রবাহ এবং রোধকের ভূমিকা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। তড়িৎ প্রবাহের মাধ্যমে আমরা বিভিন্ন বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতি চালাতে পারি এবং রোধক ব্যবহার করে তড়িৎ প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করতে পারি। এই আর্টিকেলে আমরা একটি নির্দিষ্ট বৈদ্যুতিক বর্তনীর উদাহরণ নিয়ে আলোচনা করেছি এবং তড়িৎ প্রবাহ ও রোধকের ভূমিকা বিশ্লেষণ করেছি। আশা করি, এই আর্টিকেলটি বৈদ্যুতিক বর্তনী সম্পর্কে তোমাদের ধারণা স্পষ্ট করতে সাহায্য করবে।