রাজশাহী বোর্ড ২০২১ — চল তড়িৎ সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান

এক কিলোওয়াট ক্ষমতাসম্পন্ন কোনো তড়িৎ যন্ত্র এক ঘণ্টা ধরে চললে যে পরিমাণ তড়িৎ শক্তি ব্যয় হয়, তাকে এক কিলোওয়াট-ঘণ্টা বলে। 1 kWh=3.6×10⁶ J।

সাধারণ পরিবাহীর তাপমাত্রা কমালে এর রোধ কমে, কিন্তু কিছু পরিবাহীর (যেমন পারদ, সীসা, নাইওবিয়াম) তাপমাত্রা একটি নির্দিষ্ট সংকট তাপমাত্রার নিচে নামালে এদের রোধ হঠাৎ সম্পূর্ণ শূন্য হয়ে যায়।

পরিবাহীর এ ধর্মকে অতি পরিবাহিতা বলে এবং এরূপ পদার্থকে অতি পরিবাহী বলে। যেমন পারদের সংকট তাপমাত্রা প্রায় 4.2 K।

অতি পরিবাহী অবস্থায় রোধ শূন্য হওয়ায় একবার প্রবাহ সৃষ্টি করলে তড়িচ্চালক শক্তি ছাড়াই দীর্ঘ সময় প্রবাহ চলতে থাকে এবং I²Rt তাপ উৎপন্ন হয় না, ফলে শক্তির অপচয় হয় না।

এ কারণে শক্তিশালী তড়িৎচুম্বক, এমআরআই যন্ত্র ও শক্তি সঞ্চালনে অতি পরিবাহী ব্যবহার করা হয়।

প্রথম ক্ষেত্রে R₁ ও R₂ সমান্তরালে এবং এদের তুল্যরোধ R₃ এর সাথে শ্রেণিতে যুক্ত।

সমান্তরাল অংশের তুল্যরোধ,

R_p=R₁R₂R₁+R₂=10×2010+20=6.67 Ω

আমরা জানি,

R=R_p+R₃

বা, R=6.67+30

∴ R=36.67 Ω

অতএব, প্রথম ক্ষেত্রে বর্তনীর তুল্যরোধ 36.67 Ω।

উদ্দীপকে B ও C এর মধ্যে যুক্ত তারের রোধের মান অনুপস্থিত; তাই রোধটিকে R ধরে সাধারণভাবে বিশ্লেষণ করা হয়েছে এবং কোষগুলোর অভ্যন্তরীণ রোধ উপেক্ষা করা হয়েছে।

চিত্রে E₃-E₄ শাখা ও E₁-E₂ শাখা একই দিকে যুক্ত, প্রতিটি শাখার তড়িচ্চালক শক্তি 2+3=5 V। সমান্তরালে যুক্ত দুটি সমান তড়িচ্চালক শক্তির শাখার কার্যকর তড়িচ্চালক শক্তি E=5 V।

প্রথম ক্ষেত্রে অ্যামিটারের পাঠ,

I₁=ER_p+R₃=536.67=0.136 A

দ্বিতীয় ক্ষেত্রে R রোধটি R₃ ও অ্যামিটারের সমান্তরালে যুক্ত হয়,

R′=30R30+R<30 Ω

তখন B ও C এর বিভব পার্থক্য,

V_BC=ER′R_p+R′

অ্যামিটারের পাঠ,

I₂=V_BCR₃=V_BC30

তারটির রোধ শূন্য হলে,

R′=0, V_BC=0, I₂=0

প্রথম ক্ষেত্রে V_BC=5×3036.67=4.09 V। দ্বিতীয় ক্ষেত্রে R′<30 Ω হওয়ায় R′R_p+R′<30R_p+30, অর্থাৎ V_BC কমে যায়; ফলে অ্যামিটারের শাখায় প্রবাহ I₂<I₁ হয়। মূল প্রবাহ বাড়লেও তার বড় অংশ নতুন তারের মধ্য দিয়ে যায়, অ্যামিটারের মধ্য দিয়ে নয়। উদাহরণস্বরূপ, R=30 Ω হলে R′=15 Ω, V_BC=5×1521.67=3.46 V এবং I₂=0.115 A; আর তারটি নগণ্য রোধের হলে অ্যামিটারের পাঠ শূন্য হয়।

অতএব, প্রথম ক্ষেত্রে (তার যুক্ত করার আগে) অ্যামিটারের পাঠ বেশি হবে।