চট্টগ্রাম বোর্ড ২০১৫ — তাড়িতচৌম্বক আবেশ ও পরিবর্তী প্রবাহ সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান

লেঞ্জের সূত্র: যেকোনো তড়িৎচৌম্বকীয় আবেশের ক্ষেত্রে আবিষ্ট তড়িৎপ্রবাহের দিক এমন হয় যে, তা যে কারণে সৃষ্টি হয় সেই কারণকেই (অর্থাৎ চৌম্বক ফ্লাক্সের পরিবর্তনকে) বাধা দেয়।

এসি ভোল্টেজের উল্লেখিত মান সাধারণত এর বর্গমূলীয় গড় মান। যেমন 220 V এসি এর শীর্ষমান,

V₀=2V_rms=2×220=311.13 V

অর্থাৎ এসি লাইনের বিভব প্রতি চক্রে দুবার উল্লেখিত মানের চেয়ে অনেক বেশি মানে পৌঁছায়, কিন্তু সমমানের ডিসি লাইনের বিভব সর্বদা স্থির থাকে।

তাছাড়া এসি এর দিক সেকেন্ডে বহুবার পরিবর্তিত হওয়ায় তা হৃৎপিণ্ড ও মাংসপেশিতে কম্পন ও সংকোচন সৃষ্টি করে, ফলে স্পৃষ্ট ব্যক্তি তার থেকে সহজে ছিটকে আসতে পারে না।

এজন্য সমান মানের ডিসি অপেক্ষা এসি বেশি বিপজ্জনক।

গাইড বইয়ের প্রচলিত সমাধান অনুসারে এসি উৎসের 160 V কে শীর্ষমান V₀ ধরা হয়েছে।

আমরা জানি,

V=2V₀π

বা, V=2×1603.1416

বা, V=0.637×160

∴ V=101.86 V

অতএব, এসি উৎসের (অর্ধচক্রের) গড় ভোল্টেজ 101.86 V।

যে সংযোগে হিটারটি বেশি ক্ষমতা ব্যয় করে অর্থাৎ বেশি তাপ উৎপন্ন করে, সে সংযোগে হিটারটি বেশি কার্যকর। এসি এর ক্ষেত্রে কার্যকর ক্ষমতা বর্গমূলীয় গড় ভোল্টেজ দ্বারা নির্ধারিত হয়।

এসি সংযোগে (সালমা):

আমরা জানি,

V_rms=V₀2=1602=113.14 V

ক্ষমতা,

P_ac=V2rmsR=(113.14)²100

∴ P_ac=128 W

ডিসি সংযোগে (নাজমা):

আমরা জানি,

P_dc=V²R

বা, P_dc=(120)²100

∴ P_dc=144 W

দেখা যায়, এসি উৎসের শীর্ষমান 160 V হলেও এর কার্যকর মান মাত্র 113.14 V, যা ডিসি উৎসের 120 V এর চেয়ে কম। ফলে P_dc=144 W>P_ac=128 W; অর্থাৎ ডিসি সংযোগে হিটারটি প্রতি সেকেন্ডে 16 J বেশি তাপ উৎপন্ন করে।

অতএব, নাজমার ডিসি সংযোগে হিটারটি বেশি কার্যকর।