যশোর বোর্ড ২০১৫ — তড়িৎ প্রবাহের চৌম্বক ক্রিয়া ও চুম্বকত্ব সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান

গ্যালভানোমিটারের মধ্য দিয়ে অতিরিক্ত প্রবাহ যেন না যায় সেজন্য এর সাথে সমান্তরালে যে অল্প মানের রোধ যুক্ত করা হয়, তাকে শান্ট বলে।

একাধিক রোধের সমবায়ের পরিবর্তে যে একটি মাত্র রোধ ব্যবহার করলে বর্তনীর প্রবাহ ও বিভব পার্থক্য অপরিবর্তিত থাকে, তাকে তুল্যরোধ বলে; আর একাধিক ধারকের সমবায়ের পরিবর্তে যে একটি মাত্র ধারক ব্যবহার করলে একই বিভব পার্থক্যে একই পরিমাণ আধান সঞ্চিত হয়, তাকে তুল্য ধারকত্ব বলে।

শ্রেণি সংযোগে তুল্যরোধ, R_s=R₁+R₂+⋯, অর্থাৎ তুল্যরোধ প্রতিটি রোধের চেয়ে বড়; কিন্তু শ্রেণি সংযোগে তুল্য ধারকত্ব, 1C_s=1C₁+1C₂+⋯, অর্থাৎ প্রতিটি ধারকত্বের চেয়ে ছোট।

সমান্তরাল সংযোগে তুল্যরোধ, 1R_p=1R₁+1R₂+⋯, অর্থাৎ ক্ষুদ্রতম রোধের চেয়েও ছোট; কিন্তু সমান্তরাল সংযোগে তুল্য ধারকত্ব, C_p=C₁+C₂+⋯, অর্থাৎ প্রতিটি ধারকত্বের চেয়ে বড়।

তুল্যরোধ শক্তি ক্ষয়ের (তাপে রূপান্তর) সাথে সম্পর্কিত, এর একক ওহম (Ω); আর তুল্য ধারকত্ব শক্তি সঞ্চয়ের সাথে সম্পর্কিত, এর একক ফ্যারাড (F)।

আমরা জানি,

I=mA

বা, I=10.001

∴ I=1000 A m⁻¹

অতএব, ইস্পাত খণ্ডটির চুম্বকায়ন মাত্রা 1000 A m⁻¹।

কোনো চৌম্বক পদার্থকে চৌম্বক প্রাবল্য H এর ক্ষেত্রে রাখলে এর একক প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফলে আবিষ্ট মেরুশক্তিকে চুম্বকায়ন মাত্রা I বলে। H এর সাথে I এর পরিবর্তনের লেখচিত্র নিচে দেখানো হলো।

লেখচিত্রের OA অংশে H কম থাকায় I প্রায় H এর সমানুপাতে বাড়ে। AB অংশে H বাড়ার সাথে I দ্রুত বাড়লেও বৃদ্ধির হার ক্রমশ কমতে থাকে। B বিন্দুর পর H যতই বাড়ানো হোক, I আর বাড়ে না; লেখটি H অক্ষের সমান্তরাল হয়ে যায় এবং I একটি সর্বোচ্চ মান I_s এ স্থির থাকে।

আণবিক তত্ত্ব অনুসারে চৌম্বক পদার্থ অসংখ্য ক্ষুদ্র আণবিক চুম্বক (ডোমেইন) নিয়ে গঠিত, যারা চুম্বকায়নের আগে এলোমেলোভাবে বিন্যস্ত থাকে। H বাড়ানোর সাথে সাথে আণবিক চুম্বকগুলো ক্রমশ ক্ষেত্রের দিকে সজ্জিত হতে থাকে বলে I বাড়ে।

যখন সকল আণবিক চুম্বক ক্ষেত্রের দিকে সম্পূর্ণ সারিবদ্ধ হয়ে যায়, তখন আর নতুন করে সজ্জিত হওয়ার মতো আণবিক চুম্বক অবশিষ্ট থাকে না। ফলে H আরও বাড়ালেও চুম্বকায়ন মাত্রা আর বাড়ে না।

অতএব, চৌম্বক প্রাবল্য বৃদ্ধি সত্ত্বেও চুম্বকায়ন মাত্রা যে সর্বোচ্চ মানে পৌঁছে আর বৃদ্ধি পায় না, সেই অবস্থাকে চৌম্বক সম্পৃক্তি বলে; উদ্দীপকের ইস্পাত খণ্ডটি I_s মানে পৌঁছে চৌম্বক সম্পৃক্তি লাভ করেছে।