কুমিল্লা বোর্ড ২০১৫ — চল তড়িৎ সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান

সমান মানের ও বিপরীতধর্মী দুটি বিন্দু আধান খুব অল্প দূরত্বে অবস্থান করলে ঐ আধান দুটিকে একত্রে তড়িৎ দ্বিমেরু বলে।

পরিবাহীতে প্রচুর মুক্ত ইলেকট্রন থাকে। তাপমাত্রা বাড়লে পরিবাহীর পরমাণুগুলোর কম্পনের বিস্তার বাড়ে, ফলে মুক্ত ইলেকট্রনের সাথে সংঘর্ষ বেড়ে যায় এবং রোধ বৃদ্ধি পায়; অর্থাৎ পরিবাহীর রোধের তাপমাত্রা সহগ ধনাত্মক।

অর্ধপরিবাহীতে সাধারণ তাপমাত্রায় মুক্ত ইলেকট্রন খুব কম থাকে। তাপমাত্রা বাড়লে সমযোজী বন্ধন ভেঙে নতুন ইলেকট্রন-হোল জোড় সৃষ্টি হয়, ফলে আধান বাহকের সংখ্যা বহুগুণ বেড়ে যায় এবং রোধ কমে যায়; অর্থাৎ অর্ধপরিবাহীর রোধের তাপমাত্রা সহগ ঋণাত্মক।

পরম শূন্য তাপমাত্রায় অর্ধপরিবাহী অন্তরকের মতো আচরণ করে, কিন্তু পরিবাহী তখনও তড়িৎ পরিবহন করতে পারে।

R₂ ও R₃ সমান্তরালে যুক্ত; এদের তুল্যরোধ a ও b বিন্দুর মধ্যবর্তী রোধ।

আমরা জানি,

R_ab=R₂R₃R₂+R₃=150×300150+300=100 Ω

বর্তনীর মোট রোধ,

R=R₁+R_ab+R₄+r=100+100+300+2=502 Ω

মূল প্রবাহ,

I=ER=10502=0.0199 A

∴ V_ab=IR_ab=0.0199×100=1.99 V

অতএব, 100 Ω রোধ লাগানোর পূর্বে a ও b বিন্দুর মধ্যকার বিভব পার্থক্য 1.99 V।

100 Ω রোধটি R₄ এর সাথে প্রথমে সমান্তরালে ও পরে শ্রেণিতে যুক্ত করলে উভয় ক্ষেত্রে মূল প্রবাহ নির্ণয় করি। 'গ' হতে, R_ab=100 Ω।

১ম ক্ষেত্রে (সমান্তরালে),

R₄′=300×100300+100=75 Ω

মোট রোধ,

R′=100+100+75+2=277 Ω

∴ I₁=ER′=10277=0.0361 A

২য় ক্ষেত্রে (শ্রেণিতে),

R₄″=300+100=400 Ω

মোট রোধ,

R″=100+100+400+2=602 Ω

∴ I₂=ER″=10602=0.0166 A

দেখা যায়, I₂<I₁; শ্রেণিতে যুক্ত করলে বর্তনীর মোট রোধ বেড়ে যায় বলে প্রবাহমাত্রা কমে যায়, আর সমান্তরালে যুক্ত করলে মোট রোধ কমে বলে প্রবাহ বেড়ে যায়। দ্বিতীয় ক্ষেত্রে প্রবাহমাত্রা প্রথম ক্ষেত্রের চেয়ে 0.0361−0.0166=0.0195 A কম।

অতএব, দ্বিতীয় ক্ষেত্রে প্রবাহমাত্রা হ্রাস পায় — সুজানার পর্যবেক্ষণ সঠিক।