ময়মনসিংহ বোর্ড ২০২১ — চল তড়িৎ সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান

তড়িৎ উৎস, পরিবাহী তার, রোধ ইত্যাদি তড়িৎ উপকরণ পরস্পর যুক্ত হয়ে যে বদ্ধ পথ তৈরি করে, যার মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহ চলতে পারে, তাকে তড়িৎ বর্তনী বলে।

নিরাপত্তা ফিউজের তার সাধারণত টিন ও সীসার সংকর ধাতুতে তৈরি, যার গলনাঙ্ক কম এবং রোধকত্ব তুলনামূলক বেশি।

ফলে বর্তনীতে নির্দিষ্ট মাত্রার চেয়ে বেশি প্রবাহ চললে H=I²Rt অনুসারে উৎপন্ন তাপে তারটি দ্রুত গলে গিয়ে বর্তনী বিচ্ছিন্ন করে দেয়।

বিশুদ্ধ ধাতুর (যেমন তামা) তারের রোধকত্ব কম এবং গলনাঙ্ক বেশি। তাই অতিরিক্ত প্রবাহেও এতে কম তাপ উৎপন্ন হয় এবং তারটি সহজে গলে না।

ফলে অতিরিক্ত প্রবাহ বা শর্ট সার্কিটের সময় বর্তনী বিচ্ছিন্ন হবে না; বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতি পুড়ে যেতে পারে, এমনকি অগ্নিকাণ্ডও ঘটতে পারে।

তাই ফিউজে বিশুদ্ধ ধাতুর তার ব্যবহার করলে ফিউজ তার নিরাপত্তার কাজ করতে পারবে না।

উদ্দীপকে উষ্ণতা গুণাঙ্ক 4.2×10⁻¹/^∘C লেখা, যা কোনো পরিবাহীর জন্য বাস্তবসম্মত নয়; এটি মুদ্রণ ত্রুটি ধরে α=4.2×10⁻³/^∘C নেওয়া হয়েছে।

আমরা জানি,

R_θ=R₀(1+αθ)

∴ R₂R₁=1+αθ₂1+αθ₁

বা, R₂=60×1+4.2×10⁻³×1001+4.2×10⁻³×25

বা, R₂=60×1.421.105

∴ R₂=77.1 Ω

অতএব, 100^∘C তাপমাত্রায় পরিবাহী তারটির রোধ 77.1 Ω।

উভয় ক্ষেত্রে বহিঃস্থ রোধ হিসেবে 25^∘C তাপমাত্রার তারের রোধ R=60 Ω ধরে প্রবাহ নির্ণয় করি।

শ্রেণি সমবায়ে,

I_s=nER+nr=5×260+5×1=1065=0.154 A

সমান্তরাল সমবায়ে,

I_p=ER+rn=260+15=260.2=0.033 A

∴ I_sI_p=0.1540.033=4.63

প্রবাহের হ্রাস,

ΔI=I_s−I_p=0.154−0.033=0.121 A

সমান্তরাল সমবায়ে মোট তড়িচ্চালক শক্তি একটি কোষের সমান (2 V) হয়ে যায়, কিন্তু অন্তঃরোধ কমে যাওয়ার সুফল নগণ্য, কারণ বহিঃস্থ রোধ (60 Ω) অন্তঃরোধের (1 Ω) তুলনায় অনেক বেশি।

অতএব, কোষগুলোকে সমান্তরালে সাজালে প্রবাহ 0.154 A থেকে কমে 0.033 A হবে, অর্থাৎ প্রবাহ প্রায় 4.63 গুণ হ্রাস পাবে।