কুমিল্লা বোর্ড ২০২১ — চল তড়িৎ সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান

0^∘C তাপমাত্রায় কোনো পরিবাহীর প্রতি একক রোধে প্রতি ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রা বৃদ্ধির জন্য রোধের যে বৃদ্ধি ঘটে, তাকে ঐ পরিবাহীর উপাদানের রোধের উষ্ণতা সহগ বলে। α=R_θ−R₀R₀θ।

বর্তনীতে অতিরিক্ত প্রবাহ চললে বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতি ও তার রক্ষার জন্য ফিউজ ব্যবহার করা হয়।

ফিউজ তার বর্তনীর সাথে শ্রেণিতে যুক্ত থাকে, তাই বর্তনীর সম্পূর্ণ প্রবাহ এর মধ্য দিয়ে যায় এবং জুলের সূত্রানুসারে H=I²Rt পরিমাণ তাপ উৎপন্ন হয়।

প্রবাহ নির্দিষ্ট সীমা ছাড়িয়ে গেলে উৎপন্ন তাপে তারটিকে দ্রুত গলে গিয়ে বর্তনী বিচ্ছিন্ন করতে হবে।

টিন ও সিসার সংকর ধাতুর গলনাঙ্ক নিম্ন এবং আপেক্ষিক রোধ তুলনামূলক বেশি, তাই অল্প অতিরিক্ত প্রবাহেই এটি দ্রুত উত্তপ্ত হয়ে গলে যায়।

এজন্য নিরাপত্তা ফিউজে নিম্ন গলনাঙ্কবিশিষ্ট সংকর ধাতুর তার ব্যবহার করা হয়।

প্রথম ক্ষেত্রে বাল্ব দুটি সমান্তরালে 220 V উৎসের সাথে যুক্ত, তাই প্রতিটি বাল্ব তার নির্ধারিত বিভবে চলে এবং নির্ধারিত ক্ষমতা গ্রহণ করে।

মোট ক্ষমতা,

P=P_A+P_B=120+60=180 W

আমরা জানি,

W=Pt

বা, W=180×5

∴ W=900 J

অতএব, প্রথম ক্ষেত্রে 5 s এ 900 J তড়িৎ শক্তি ব্যয় হয়।

বাল্বের উজ্জ্বলতা তার গৃহীত ক্ষমতার উপর নির্ভর করে। প্রথমে বাল্ব দুটির রোধ নির্ণয় করি।

আমরা জানি,

R=V²P

R_A=220²120=403.33 Ω

R_B=220²60=806.67 Ω

শ্রেণি সংযোগে প্রবাহ,

I=VR_A+R_B=220403.33+806.67=0.182 A

P_A′=I²R_A=(0.182)²×403.33=13.33 W

P_B′=I²R_B=(0.182)²×806.67=26.67 W

সমান্তরাল সংযোগে প্রতিটি বাল্বের দুই প্রান্তে 220 V থাকে, তাই P_A=120 W ও P_B=60 W; এ ক্ষেত্রে A বাল্ব B এর চেয়ে উজ্জ্বল জ্বলে।

শ্রেণি সংযোগে উভয় বাল্বে একই প্রবাহ যায়, তাই বেশি রোধের B বাল্ব বেশি ক্ষমতা (26.67 W) এবং A বাল্ব কম ক্ষমতা (13.33 W) গ্রহণ করে; ফলে B বাল্ব A এর চেয়ে উজ্জ্বল জ্বলে এবং উভয় বাল্বের উজ্জ্বলতা সমান্তরাল সংযোগের তুলনায় অনেক কমে যায়।

অতএব, সংযোগের ধরন পরিবর্তনের ফলে বাল্ব দুটির উজ্জ্বলতার পরিবর্তন হবে; সমান্তরাল থেকে শ্রেণিতে নিলে A বাল্বের উজ্জ্বলতা 120 W থেকে 13.33 W এর সমতুল্য এবং B বাল্বের উজ্জ্বলতা 60 W থেকে 26.67 W এর সমতুল্য হবে।