বরিশাল বোর্ড ২০২৫ — চল তড়িৎ সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান

গ্যালভানোমিটারকে অতিরিক্ত তড়িৎ প্রবাহ থেকে রক্ষা করার জন্য এর সাথে সমান্তরালে যে অল্প মানের রোধ যুক্ত করা হয়, তাকে শান্ট বলে।

পরিবাহীর তাপমাত্রা বাড়লে এর মুক্ত ইলেকট্রনগুলোর গতিশক্তি বাড়ে এবং পরমাণু বা আয়নগুলো তাদের সাম্যাবস্থানের চারদিকে আরও বেশি বিস্তারে কম্পিত হয়।

ফলে মুক্ত ইলেকট্রনগুলো চলার পথে আয়নের সাথে ঘন ঘন সংঘর্ষে লিপ্ত হয় এবং দুটি সংঘর্ষের মধ্যবর্তী গড় সময় কমে যায়।

এতে ইলেকট্রনের তাড়ন বেগ কমে যায়, অর্থাৎ তড়িৎ প্রবাহে বাধা তথা রোধ বৃদ্ধি পায়।

0^∘C তাপমাত্রায় রোধ R₀ হলে θ তাপমাত্রায় পরিবাহীর রোধ,

R_θ=R₀(1+αθ)

এখানে α হলো রোধের উষ্ণতা সহগ। ধাতব পরিবাহীর ক্ষেত্রে α ধনাত্মক, তাই তাপমাত্রা বাড়লে রোধ বাড়ে। এ কারণে পরিবাহীর রোধ তাপমাত্রার উপর নির্ভরশীল।

আমরা জানি,

P=V²R

বা, R=V²P

বা, R=(220)²1000

বা, R=484001000

∴ R=48.4 Ω

অতএব, নিমজ্জক উত্তাপকটির রোধ 48.4 Ω।

পানিকে 20^∘C থেকে 95^∘C এ উন্নীত করতে প্রয়োজনীয় তাপ এবং 12 মিনিটে উত্তাপক কর্তৃক সরবরাহকৃত তাপ তুলনা করি।

প্রয়োজনীয় তাপ,

Q=msΔθ=ms(θ₂−θ₁)

বা, Q=2.5×4200×(95−20)

∴ Q=787500 J

12 মিনিটে উত্তাপক কর্তৃক সরবরাহকৃত তাপ,

H=Pt=1000×720

∴ H=720000 J

দেখা যায়, H<Q। 12 মিনিটে পানির তাপমাত্রা যতটুকু বাড়ে,

Δθ′=Hms=7200002.5×4200

বা, Δθ′=68.57^∘C

∴ পানির চূড়ান্ত তাপমাত্রা,

θ=20+68.57=88.57^∘C

আবার, কাঙ্ক্ষিত তাপমাত্রায় পৌঁছাতে প্রয়োজনীয় সময়,

t′=QP=7875001000=787.5 s=13.125 min

অর্থাৎ পানিকে 95^∘C এ উন্নীত করতে প্রায় 13.13 মিনিট সময় দরকার, কিন্তু উত্তাপকটি 12 মিনিট পরেই বিকল হয়ে যায়; ততক্ষণে পানির তাপমাত্রা হয় মাত্র 88.57^∘C।

অতএব, উদ্দীপকের নিমজ্জক উত্তাপকটির দ্বারা পানির কাঙ্ক্ষিত তাপমাত্রায় (95^∘C) পৌঁছানো সম্ভব হবে না।