ইসহাক · ২য় পত্র · অধ্যায় ৩
চল তড়িৎ — গাণিতিক সমস্যা
দেওয়া আছে,
তড়িৎ প্রবাহ, I = 4πsin πt
t = 0 থেকে 1 s সময়ে প্রবাহিত চার্জ, q1 = ?
t = 1 s থেকে 2 s সময়ে প্রবাহিত চার্জ, q2 = ?
আমরা জানি,
I = dqdt
∴ q = ∫I dt
এখানে, ∫4πsin πt dt = −4cos πt
(i) t = 0 থেকে t = 1 s সময়ে চার্জ নির্ণয়:
q1 = ∫104πsin πt dt
= [−4cos πt]10
= −4cos π + 4cos 0
= −4(−1) + 4(1)
= 4 + 4
= 8 C
(ii) t = 1 s থেকে t = 2 s সময়ে চার্জ নির্ণয়:
q2 = ∫214πsin πt dt
= [−4cos πt]21
= −4cos 2π + 4cos π
= −4(1) + 4(−1)
= −4 − 4
= −8 C
ঋণাত্মক চিহ্ন বোঝায় এই সময়ে চার্জ বিপরীত দিকে প্রবাহিত হয়।
উত্তর: (i) 8 C, (ii) −8 C
দেওয়া আছে,
তড়িৎ প্রবাহ, I = 6πsin πt A
t = 0 থেকে 1 s সময়ে প্রবাহিত চার্জ, q1 = ?
t = 1 s থেকে 2 s সময়ে প্রবাহিত চার্জ, q2 = ?
আমরা জানি,
I = dqdt
∴ q = ∫I dt
এখানে, ∫6πsin πt dt = −6cos πt
(i) t = 0 থেকে t = 1 s সময়ে চার্জ নির্ণয়:
q1 = [−6cos πt]10
= −6cos π + 6cos 0
= 6 + 6
= 12 C
(ii) t = 1 s থেকে t = 2 s সময়ে চার্জ নির্ণয়:
q2 = [−6cos πt]21
= −6cos 2π + 6cos π
= −6 − 6
= −12 C
ঋণাত্মক চিহ্ন বোঝায় এই সময়ে চার্জ বিপরীত দিকে প্রবাহিত হয়।
উত্তর: (i) 12 C, (ii) −12 C
লক্ষ করো: বইয়ে "t = 19" ছাপা হয়েছে; প্রকৃতপক্ষে t = 1 s।
ইলেকট্রন ঘনত্ব প্রতি ঘন সেন্টিমিটারে ধরি।
দেওয়া আছে,
প্রবাহমাত্রা, I = 12 A
ইলেকট্রন ঘনত্ব, n = 5 × 1021 cm−3
= 5 × 1027 m−3
প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল, A = 0.5 cm2
= 0.5 × 10−4 m2
ইলেকট্রনের আধান, e = 1.6 × 10−19 C
তাড়ন বেগ, v = ?
আমরা জানি,
I = nAev
∴ v = InAe
এখানে, nAe = 5 × 1027 × 0.5 × 10−4
× 1.6 × 10−19
= 4 × 104
∴ v = 124 × 104
= 3 × 10−4 m s−1
= 3 × 10−2 cm s−1
উত্তর: 3 × 10−4 m s−1 বা 3 × 10−2 cm s−1
লক্ষ করো: প্রশ্নে ঘনত্বের একক নেই; বইয়ের উত্তর আসে n-কে প্রতি cm3 ধরলে।
দেওয়া আছে,
প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল, A = 1 mm2 = 10−6 m2
তড়িৎ প্রবাহ, I = 1 A
মুক্ত ইলেকট্রন ঘনত্ব, n = 8 × 1028 m−3
ইলেকট্রনের আধান, e = 1.6 × 10−19 C
তাড়ন বেগ, v = ?
আমরা জানি,
I = nAev
∴ v = InAe
এখানে, nAe = 8 × 1028 × 10−6 × 1.6 × 10−19
= 1.28 × 104
∴ v = 11.28 × 104
= 7.8 × 10−5 m s−1
উত্তর: 7.8 × 10−5 m s−1
দেওয়া আছে,
প্রাথমিক তাপমাত্রা, θ1 = 20°C
প্রাথমিক রোধ, R1 = 32 Ω
শেষ তাপমাত্রা, θ2 = 100°C
রোধের পরিবর্তন, ΔR = 0.22 Ω
তাপমাত্রার পরিবর্তন, Δθ = 100 − 20 = 80°C
তাপমাত্রা গুণাঙ্ক, α = ?
আমরা জানি,
R2 = R1(1 + αΔθ)
বা, R2 − R1 = R1α Δθ
∴ α = ΔRR1 Δθ
= 0.2232 × 80
= 0.222560
= 8.6 × 10−5 °C−1
উত্তর: 8.6 × 10−5 °C−1
দেওয়া আছে,
θ1 = 20°C তাপমাত্রায় রোধ, R1 = 3 Ω
θ2 = 100°C তাপমাত্রায় রোধ, R2 = 3.94 Ω
রোধের উষ্ণতা গুণাঙ্ক, α = ?
আমরা জানি,
Rθ = R0(1 + αθ)
∴ R1 = R0(1 + 20α)
বা, 3 = R0(1 + 20α) ... (i)
এবং R2 = R0(1 + 100α)
বা, 3.94 = R0(1 + 100α) ... (ii)
(ii) কে (i) দ্বারা ভাগ করে,
3.943 = 1 + 100α1 + 20α
বা, 3.94(1 + 20α) = 3(1 + 100α)
বা, 3.94 + 78.8α = 3 + 300α
বা, 221.2α = 0.94
∴ α = 0.94221.2
= 4.25 × 10−3 °C−1
উত্তর: 4.25 × 10−3 °C−1
দেওয়া আছে,
প্রাথমিক দৈর্ঘ্য, L1 = 10 cm
প্রাথমিক রোধ, R1 = 5 Ω
শেষ দৈর্ঘ্য, L2 = 2L1
নতুন রোধ, R2 = ?
আমরা জানি,
R = ρLA
আয়তন V = AL স্থির, ∴ A = VL
∴ R = ρLV/L = ρL2V
ρ ও V স্থির, ∴ R ∝ L2
∴ R2R1 = L2L12
বা, R2 = R1L2L12
= 5 × 22
= 20 Ω
উত্তর: 20 Ω
দেওয়া আছে,
প্রাথমিক তাপমাত্রা, θ1 = 30°C
প্রাথমিক রোধ, R1 = 4 Ω
শেষ তাপমাত্রা, θ2 = 100°C
উষ্ণতা গুণাঙ্ক, α = 42.5 × 10−4 °C−1
শেষ রোধ, R2 = ?
আমরা জানি,
R2 = R11 + α(θ2 − θ1)
= 41 + 42.5 × 10−4 × (100 − 30)
= 41 + 42.5 × 10−4 × 70
= 4(1 + 0.2975)
= 4 × 1.2975
= 5.19 Ω
উত্তর: 5.19 Ω
লক্ষ করো: এখানে 30°C-এর রোধকে ভিত্তি ধরা হয়েছে (বইয়ের পদ্ধতি)। 0°C-কে ভিত্তি ধরে Rθ = R0(1 + αθ) ব্যবহার করলে 5.06 Ω আসে।
দেওয়া আছে,
তড়িৎ প্রবাহ, I = 1 A
সময়, t = 1 min = 60 s
তরলের ভর, m = 240 g = 0.24 kg
তাপমাত্রা বৃদ্ধি, Δθ = 50°C = 50 K
আপেক্ষিক তাপ, s = 1680 J kg−1K−1
অপচয় 25%, ∴ তরল পায় উৎপন্ন তাপের 75%
বিভব পার্থক্য, V = ?
আমরা জানি,
তরল কর্তৃক গৃহীত তাপ, H = msΔθ
= 0.24 × 1680 × 50
= 20160 J
এটি উৎপন্ন তাপের 75%।
∴ উৎপন্ন তাপ, W = 201600.75
= 26880 J
আবার, আমরা জানি,
W = VIt
∴ V = WIt
= 268801 × 60
= 448 V
উত্তর: 448 V
দেওয়া আছে,
দৈর্ঘ্য সমান, L1 = L2 = L
আপেক্ষিক রোধ সমান, ρ1 = ρ2 = ρ
আয়তন, V1 = 2V2
বিভব পার্থক্য সমান, V
উৎপন্ন তাপের অনুপাত, H1:H2 = ?
আয়তন = AL এবং দৈর্ঘ্য সমান, ∴ A1 = 2A2
আমরা জানি,
R = ρLA
∴ R1R2 = A2A1
= A22A2 = 12
আবার, আমরা জানি,
H = V2tR
বিভব পার্থক্য ও সময় একই হলে, H ∝ 1R
∴ H1H2 = R2R1
= 2
∴ H1:H2 = 2:1
উত্তর: 2:1
লক্ষ করো: বইয়ের hint-এ H1H2 = R1R2 ধরে 1:2 দেওয়া, যা একই প্রবাহের ক্ষেত্রে খাটে। একই বিভব পার্থক্যে H ∝ 1R, তাই সঠিক উত্তর 2:1।
দেওয়া আছে,
ক্ষমতা, P = 1 kW = 1000 W
পানির ভর, m = 2 kg
প্রাথমিক তাপমাত্রা, θ1 = 27°C
সময়, t = 10 min = 600 s
তাপ হ্রাসের হার, Ploss = 160 J s−1
পানির আপেক্ষিক তাপ, s = 4200 J kg−1K−1
শেষ তাপমাত্রা, θ2 = ?
আমরা জানি,
প্রদত্ত শক্তি, W = Pt
= 1000 × 600
= 6 × 105 J
তাপ হ্রাস = Ploss × t
= 160 × 600
= 0.96 × 105 J
∴ পানি কর্তৃক গৃহীত তাপ, H = 6 × 105 − 0.96 × 105
= 5.04 × 105 J
আবার, আমরা জানি,
H = msΔθ
∴ Δθ = Hms
= 5.04 × 1052 × 4200
= 5040008400
= 60°C
∴ শেষ তাপমাত্রা, θ2 = θ1 + Δθ
= 27 + 60
= 87°C
উত্তর: 87°C
লক্ষ করো: বইয়ে পানির পরিমাণ "2 H" ছাপা হয়েছে; উত্তর মেলে 2 kg ধরলে।
দেওয়া আছে,
ক্ষমতা, P = 100 W
সময়, t = 7 min = 420 s
পানির ভর, m = 2 L = 2000 g
তাপমাত্রা বৃদ্ধি, Δθ = 37 − 32 = 5°C
আপেক্ষিক তাপ, S = 1 cal g−1 °C−1
তাপের যান্ত্রিক তুল্যাঙ্ক, J = ?
আমরা জানি,
কাজ, W = Pt
= 100 × 420
= 42000 J
আবার, আমরা জানি,
গৃহীত তাপ, H = mSΔθ
= 2000 × 1 × 5
= 10000 cal
আবার, আমরা জানি,
W = JH
∴ J = WH
= 4200010000
= 4.2 J cal−1
উত্তর: 4.2 J cal−1
দেওয়া আছে,
পানির ভর, m = 1 kg
তাপমাত্রা বৃদ্ধি, Δθ = 100 − 0 = 100°C
পানির আপেক্ষিক তাপ, s = 4200 J kg−1K−1
রোধ, R = 60 Ω
সময়, t = 1 min = 60 s
তড়িৎ প্রবাহ, I = ?
আমরা জানি,
প্রয়োজনীয় তাপ, H = msΔθ
= 1 × 4200 × 100
= 4.2 × 105 J
আবার, আমরা জানি,
H = I2Rt
∴ I = HRt
= 4.2 × 10560 × 60
= 116.67
= 10.80 A
উত্তর: 10.80 A
দেওয়া আছে,
তড়িৎ প্রবাহ, I = 10 A
প্রতি সেকেন্ডে উৎপন্ন তাপ (ক্ষমতা), P = 5000 W
রোধ, R = ?
আমরা জানি,
P = I2R
∴ R = PI2
= 5000102
= 5000100
= 50 Ω
উত্তর: 50 Ω
দেওয়া আছে,
শ্রেণি সমবায়ের তুল্য রোধ, RS = 40 Ω
সমান্তরাল সমবায়ের তুল্য রোধ, RP = 7.5 Ω
পরিবাহী দুটির রোধ, R1 = ?, R2 = ?
আমরা জানি,
RS = R1 + R2
∴ R1 + R2 = 40 ... (i)
এবং RP = R1R2R1 + R2
বা, 7.5 = R1R240
∴ R1R2 = 7.5 × 40 = 300 ... (ii)
আমরা জানি,
(R1 − R2)2 = (R1 + R2)2 − 4R1R2
= 402 − 4 × 300
= 1600 − 1200
= 400
∴ R1 − R2 = 20 ... (iii)
(i) ও (iii) যোগ করে, 2R1 = 60
∴ R1 = 30 Ω
(i) থেকে, R2 = 40 − 30 = 10 Ω
উত্তর: 30 Ω ও 10 Ω
দেওয়া আছে,
রোধ, R = 6 Ω
তড়িৎ প্রবাহ, I = 2.5 A
সময়, t = 6 min = 360 s
তাপের যান্ত্রিক তুল্যাঙ্ক, J = 4.2 J cal−1
উৎপন্ন তাপ, H = ?
আমরা জানি,
H = I2RtJ
= (2.5)2 × 6 × 3604.2
= 6.25 × 21604.2
= 135004.2
= 3214 cal
উত্তর: 3214 cal
দেওয়া আছে,
নির্ধারিত বিভব, V = 220 V
নির্ধারিত ক্ষমতা, P = 100 W
সরবরাহ লাইনের বিভব, V′ = 200 V
বাল্বের রোধ, R = ?
নতুন ক্ষমতা, P′ = ?
(i) রোধ নির্ণয়:
আমরা জানি,
P = V2R
∴ R = V2P
= 2202100
= 48400100
= 484 Ω
(ii) 200 V লাইনে ক্ষমতা নির্ণয়:
রোধ অপরিবর্তিত থাকে। আমরা জানি,
P′ = V′2R
= 2002484
= 40000484
= 82.6 W
উত্তর: 484 Ω, 82.6 W
দেওয়া আছে,
100 W বাতির সংখ্যা = 10টি, দৈনিক 6 h
60 W বাতির সংখ্যা = 5টি, দৈনিক 6 h
হিটারের ক্ষমতা, P = 3 kW = 3000 W, দৈনিক 2 h
জানুয়ারি মাসের দিন সংখ্যা = 31
মোট ব্যয়িত শক্তি, W = ?
আমরা জানি,
W = Pt
দৈনিক ব্যয়:
100 W বাতি: W1 = 100 × 10 × 6
= 6000 Wh
60 W বাতি: W2 = 60 × 5 × 6
= 1800 Wh
হিটার: W3 = 3000 × 2
= 6000 Wh
দৈনিক মোট = 6000 + 1800 + 6000
= 13800 Wh = 13.8 kWh
জানুয়ারি (31 দিন) মাসে, W = 13.8 × 31
= 427.8 kWh
1 kWh = 1 ইউনিট, ∴ W = 427.8 ইউনিট
উত্তর: 427.8 ইউনিট
দেওয়া আছে,
বাতির ক্ষমতা, P = 500 W
বাতির নির্ধারিত বিভব, Vb = 100 V
সরবরাহ বিভব, V = 200 V
শ্রেণিতে যুক্ত রোধ, R = ?
আমরা জানি,
P = VbI
∴ বাতির প্রবাহ, I = PVb
= 500100
= 5 A
শ্রেণি সমবায়ে একই প্রবাহ চলে এবং বিভব ভাগ হয়।
∴ শ্রেণি রোধে বিভব পতন, VR = V − Vb
= 200 − 100
= 100 V
আবার, আমরা জানি,
VR = IR
∴ R = VRI
= 1005
= 20 Ω
উত্তর: 20 Ω
লক্ষ করো: বইয়ের উত্তর 60 Ω দেওয়া। কিন্তু 60 Ω যুক্ত করলে প্রবাহ 2.5 A হয় এবং বাতির ক্ষমতা 125 W-এ নেমে যায়। সঠিক উত্তর 20 Ω।
দেওয়া আছে,
আপেক্ষিক রোধ, ρ = 9 × 10−10 Ω m
রোধ, R = 10 Ω
ব্যাস, d = 0.3 cm
∴ ব্যাসার্ধ, r = 0.15 cm = 1.5 × 10−3 m
তারের দৈর্ঘ্য, L = ?
প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল, A = πr2
= 3.1416 × (1.5 × 10−3)2
= 7.07 × 10−6 m2
আমরা জানি,
R = ρLA
∴ L = RAρ
= 10 × 7.07 × 10−69 × 10−10
= 7.07 × 10−59 × 10−10
= 7.85 × 104 m
উত্তর: 7.85 × 104 m
লক্ষ করো: বইয়ের উত্তর 765 m প্রদত্ত মানের সাথে মেলে না। আপেক্ষিক রোধ 9 × 10−8 Ω m হলে L = 785 m আসে, সম্ভবত সেটিই উদ্দেশ্য।
দেওয়া আছে,
বিভব পার্থক্য, V = 2.2 kV = 2200 V
সঞ্চালিত ক্ষমতা, P = 2.2 kW = 2200 W
লাইনের রোধ, R = 10 Ω
তাপক্ষয়ের হার, P′ = ?
আমরা জানি,
P = VI
∴ লাইনে প্রবাহ, I = PV
= 22002200
= 1 A
আবার, আমরা জানি,
তাপক্ষয়ের হার, P′ = I2R
= 12 × 10
= 10 W
উত্তর: 10 W
দেওয়া আছে,
প্রথম রোধ, R1 = 2 Ω
দ্বিতীয় রোধ, R2 = 6 Ω
তড়িচ্চালক বল, E = 12 V
প্রতিটি রোধে ব্যয়িত ক্ষমতা, P1 = ?, P2 = ?
আমরা জানি,
শ্রেণি সমবায়ে তুল্য রোধ, RS = R1 + R2
= 2 + 6 = 8 Ω
এবং I = ERS
= 128
= 1.5 A
শ্রেণি সমবায়ে প্রতিটি রোধে একই প্রবাহ চলে। আমরা জানি,
P = I2R
∴ P1 = I2R1 = (1.5)2 × 2
= 2.25 × 2 = 4.5 W
P2 = I2R2 = (1.5)2 × 6
= 2.25 × 6 = 13.5 W
উত্তর: 2 Ω রোধে 4.5 W, 6 Ω রোধে 13.5 W
দেওয়া আছে,
নির্ধারিত বিভব, V = 220 V
নির্ধারিত ক্ষমতা, P = 100 W
লাইনের বিভব, V′ = 200 V
সময়, t = 2 h
ব্যয়িত শক্তি, W = ?
আমরা জানি,
P = V2R
∴ R = V2P
= 2202100
= 484 Ω
200 V লাইনে ক্ষমতা, P′ = V′2R
= 2002484
= 82.64 W
আবার, আমরা জানি,
W = P′t
= 82.64 × 2
= 165.3 Wh
= 0.165 kWh
উত্তর: 0.165 ইউনিট
দেওয়া আছে,
বর্তনীর প্রতিটি রোধ = R
তুল্য রোধ, Req = ?
আমরা জানি,
শ্রেণি সমবায়ে, RS = R1 + R2 + R3 + ⋯
সমান্তরাল সমবায়ে, RP = R1R2R1 + R2
ডান দিক থেকে শুরু করি।
ধাপ ১: ডানের তিনটি R (উপর, ডান, নিচ) একই প্রবাহপথে, অর্থাৎ শ্রেণিতে:
R1 = R + R + R = 3R
ধাপ ২: এই 3R মাঝের খাড়া R-এর দুই প্রান্তের সাথে যুক্ত, অর্থাৎ সমান্তরালে:
R2 = 3R × R3R + R
= 3R24R = 3R4
ধাপ ৩: এর সাথে বামের উপর ও নিচের R শ্রেণিতে:
R3 = R + 3R4 + R
= 11R4
ধাপ ৪: এটি প্রবেশ প্রান্তের খাড়া R-এর সাথে সমান্তরালে:
Req = 11R4 × R11R4 + R
= 11R2415R4
= 11R15
উত্তর: 11R15
দেওয়া আছে,
প্রাথমিক রোধ, R1 = 50 Ω
শেষ দৈর্ঘ্য, L2 = 3L1
নতুন রোধ, R2 = ?
আমরা জানি,
R = ρLA = ρL2V (∵ A = VL)
আয়তন স্থির থাকলে, R ∝ L2
∴ R2R1 = L2L12
বা, R2 = 50 × 32
= 50 × 9
= 450 Ω
উত্তর: 450 Ω
দেওয়া আছে,
দৈর্ঘ্যের শতকরা বৃদ্ধি, ΔLL = 0.1%
দেখাতে হবে, ΔRR = 0.2%
আমরা জানি,
R = ρLA
আয়তন V = AL স্থির, ∴ A = VL
∴ R = ρL2V
উভয় পক্ষের লগারিদম নিয়ে অন্তরীকরণ করে (ρ, V স্থির),
ΔRR = 2ΔLL
= 2 × 0.1%
= 0.2%
∴ রোধ 0.2% বৃদ্ধি পাবে। (দেখানো হলো)
দেওয়া আছে,
প্রাথমিক দৈর্ঘ্য = L1
দৈর্ঘ্য 100% বৃদ্ধিতে, L2 = 2L1
রোধের শতকরা পরিবর্তন = ?
আমরা জানি,
R = ρLA = ρL2V
আয়তন স্থির থাকায়, R ∝ L2
∴ R2R1 = L2L12
= 22 = 4
∴ R2 = 4R1
শতকরা পরিবর্তন = R2 − R1R1 × 100%
= 4R1 − R1R1 × 100%
= 3 × 100%
= 300%
উত্তর: 300% বৃদ্ধি
দেওয়া আছে,
AD বাহুর রোধ = 3 Ω, DC বাহুর রোধ = 7 Ω
AC কর্ণের রোধ = 10 Ω, CB বাহুর রোধ = 5 Ω
AB বাহুর রোধ = 10 Ω
A ও B-এর মধ্যে তুল্য রোধ, RAB = ?
আমরা জানি,
শ্রেণি সমবায়ে, RS = R1 + R2
সমান্তরাল সমবায়ে, RP = R1R2R1 + R2
ধাপ ১: A→D→C পথে 3 Ω ও 7 Ω শ্রেণিতে:
RADC = 3 + 7 = 10 Ω
ধাপ ২: এটি AC কর্ণের 10 Ω-এর সাথে সমান্তরালে (উভয়ই A ও C-এর মধ্যে):
RAC = 10 × 1010 + 10
= 5 Ω
ধাপ ৩: এর সাথে CB-এর 5 Ω শ্রেণিতে:
RACB = 5 + 5 = 10 Ω
ধাপ ৪: এটি AB-এর সরাসরি 10 Ω-এর সাথে সমান্তরালে (উভয়ই A ও B-এর মধ্যে):
RAB = 10 × 1010 + 10
= 5 Ω
উত্তর: 5 Ω
দেওয়া আছে,
ব্যাটারির তড়িচ্চালক বল, E = 10 V
ভোল্টমিটারের রোধ, RV = 400 Ω
400 Ω রোধের দুই প্রান্তে বিভব পার্থক্য, V = ?
আমরা জানি,
সমান্তরাল সমবায়ে, RP = R1R2R1 + R2
ভোল্টমিটার (400 Ω) ও 400 Ω রোধ একই দুই বিন্দুর মধ্যে, অর্থাৎ সমান্তরালে:
RP = 400 × 400400 + 400
= 200 Ω
ব্যাটারির ঋণাত্মক প্রান্ত (ডান) = 0 V এবং ধনাত্মক প্রান্ত (বাম) = 10 V ধরি। মাঝের দুই সংযোগ বিন্দুর বিভব V1 ও V2।
V1 বিন্দুর সাথে যুক্ত: বাম প্রান্ত থেকে 100 Ω, V2 থেকে 100 Ω, এবং ডান প্রান্তে 200 Ω (সমান্তরাল জোড়া)।
V2 বিন্দুর সাথে যুক্ত: বাম প্রান্ত থেকে নিচের 100 Ω, V1 থেকে 100 Ω, এবং ডান প্রান্তে 200 Ω।
আমরা জানি,
কারশফের প্রবাহ সূত্র: কোনো সংযোগ বিন্দুতে ∑I = 0
এবং ওহমের সূত্র: I = VR
V1 বিন্দুতে:
10 − V1100 + V2 − V1100 − V1200 = 0
200 দ্বারা গুণ করে,
বা, 20 − 2V1 + 2V2 − 2V1 − V1 = 0
বা, 20 − 5V1 + 2V2 = 0 ... (i)
V2 বিন্দুতে:
10 − V2100 + V1 − V2100 − V2200 = 0
বা, 20 − 5V2 + 2V1 = 0 ... (ii)
(i) ও (ii) প্রতিসম, ∴ V1 = V2 = V
(i)-এ বসিয়ে, 20 − 5V + 2V = 0
বা, 20 − 3V = 0
∴ V = 203 = 6.67 V
400 Ω রোধ V1 বিন্দু ও ডান প্রান্তের (0 V) মধ্যে যুক্ত।
∴ 400 Ω-এর দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্য = V1 − 0
= 6.67 V
উত্তর: 6.67 V
দেওয়া আছে,
প্রথম রোধ, R1 = 5 Ω
দ্বিতীয় রোধ, R2 = 10 Ω
তৃতীয় রোধ, R3 = 14 Ω
শ্রেণি সমবায়ে তুল্য রোধ, RS = ?
সমান্তরাল সমবায়ে তুল্য রোধ, RP = ?
(i) শ্রেণি সমবায়:
আমরা জানি,
RS = R1 + R2 + R3
= 5 + 10 + 14
= 29 Ω
(ii) সমান্তরাল সমবায়:
আমরা জানি,
1RP = 1R1 + 1R2 + 1R3
= 15 + 110 + 114
= 0.2 + 0.1 + 0.0714
= 0.3714
∴ RP = 10.3714
= 2.69 Ω
উত্তর: শ্রেণিতে 29 Ω, সমান্তরালে 2.69 Ω
দেওয়া আছে,
প্রথম কোষের তড়িচ্চালক বল, E1 = 2 V
প্রথম শাখার রোধ, r1 = 0.1 Ω
দ্বিতীয় কোষের তড়িচ্চালক বল, E2 = 1.1 V
দ্বিতীয় শাখার রোধ, r2 = 1 Ω
মাঝের রোধ, R = 20 Ω
20 Ω রোধে প্রবাহ, I = ?
উপরের শাখা (2 V কোষ + 0.1 Ω), মাঝের শাখা (20 Ω) এবং নিচের শাখা (1.1 V কোষ + 1 Ω) তিনটিই একই দুই সংযোগ বিন্দুর মধ্যে, অর্থাৎ সমান্তরালে। কোষ দুটির ধনাত্মক প্রান্ত একই দিকে।
ওই দুই বিন্দুর বিভব পার্থক্য V ধরি।
আমরা জানি,
কারশফের প্রবাহ সূত্র: সংযোগ বিন্দুতে ∑I = 0
এবং প্রতিটি কোষ-শাখায়, I = E − Vr
∴ কোষ দুটি থেকে আসা প্রবাহের যোগফল = 20 Ω-এ প্রবাহ:
E1 − Vr1 + E2 − Vr2 = VR
বা, 2 − V0.1 + 1.1 − V1 = V20
বা, 20 − 10V + 1.1 − V = 0.05V
বা, 20 + 1.1 = V10 + 1 + 0.05
বা, 21.1 = 11.05V
∴ V = 21.111.05 = 1.91 V
আবার, আমরা জানি,
I = VR
= 1.9120
= 0.0955 A
= 95.5 mA
উত্তর: 0.0955 A বা 95.5 mA
দেওয়া আছে,
দৈর্ঘ্যের অনুপাত, L1:L2 = 1:3
ব্যাসার্ধের অনুপাত, r1:r2 = 1:3
রোধাঙ্কের অনুপাত, ρ1:ρ2 = 1:3
সরু (প্রথম) তারের রোধ, R1 = 20 Ω
অপর তারের রোধ, R2 = ?
আমরা জানি,
R = ρLA = ρLπr2
∴ R1R2 = ρ1ρ2 × L1L2 × r2r12
= 13 × 13 × 32
= 19 × 9
= 1
∴ R2 = R1 = 20 Ω
উত্তর: 20 Ω
দেওয়া আছে,
ভর, m = 20 g
ঘনত্ব, d = 9 g cm−3
রোধ, R = 4 Ω
আপেক্ষিক রোধ, ρ = 1.8 × 10−6 Ω cm
তারের দৈর্ঘ্য, L = ?
প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল, A = ?
আমরা জানি,
আয়তন, V = md
= 209
= 2.222 cm3
আবার, আমরা জানি,
R = ρLA এবং A = VL
∴ R = ρL2V
∴ L = RVρ
= 4 × 2.2221.8 × 10−6
= 4.938 × 106
= 2222 cm = 22.2 m
এবং A = VL
= 2.2222222
= 10−3 cm2 = 0.1 mm2
উত্তর: দৈর্ঘ্য 22.2 m, প্রস্থচ্ছেদ 0.1 mm2
দেওয়া আছে,
প্রাথমিক রোধ, R1 = 10 Ω
20% প্রসারণে, L2 = 1.2L1
নতুন রোধ, R2 = ?
আমরা জানি,
R = ρLA = ρL2V
আয়তন স্থির থাকায়, R ∝ L2
∴ R2 = R1L2L12
= 10 × (1.2)2
= 10 × 1.44
= 14.4 Ω
উত্তর: 14.4 Ω
দেওয়া আছে,
রোধ, R = 0.014 Ω
ভর, m = 0.45 kg
আপেক্ষিক রোধ, ρ = 1.78 × 10−7 Ω m
ঘনত্ব, d = 8.93 × 103 kg m−3
দৈর্ঘ্য, L = ?
ব্যাসার্ধ, r = ?
আমরা জানি,
আয়তন, V = md
= 0.458.93 × 103
= 5.04 × 10−5 m3
আবার, আমরা জানি,
R = ρLA = ρL2V
∴ L = RVρ
= 0.014 × 5.04 × 10−51.78 × 10−7
= 3.96
= 1.99 m
প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল, A = VL
= 5.04 × 10−51.99
= 2.53 × 10−5 m2
আমরা জানি,
A = πr2
∴ r = Aπ
= 2.53 × 10−53.1416
= 2.84 × 10−3 m = 2.84 mm
উত্তর: দৈর্ঘ্য 1.99 m, ব্যাসার্ধ 2.84 mm
দেওয়া আছে,
দৈর্ঘ্যের অনুপাত, L1L2 = 43
ব্যাসার্ধের অনুপাত, r1r2 = 23
একই উপাদান, ∴ ρ1 = ρ2
প্রবাহের অনুপাত, I1I2 = ?
আমরা জানি,
R = ρLπr2 এবং I = VR
সমান্তরালে বিভব V সমান, ∴ I ∝ 1R ∝ r2L
∴ I1I2 = r1r22 × L2L1
= 232 × 34
= 49 × 34
= 13
উত্তর: I1:I2 = 1:3
দেওয়া আছে,
গ্যালভানোমিটারের রোধ, G = 20 Ω
সর্বাধিক প্রবাহ, Ig = 1 mA = 10−3 A
মূল প্রবাহ, I = 0.2 A
শান্ট, S = ?
আমরা জানি,
S = IgGI − Ig
= 10−3 × 200.2 − 0.001
= 0.020.199
= 0.1 Ω
উত্তর: 0.1 Ω
দেওয়া আছে,
A1 অ্যামিটারের পাঠ (মূল প্রবাহ), I1 = 1.5 A
A2 অ্যামিটারের পাঠ (মাঝের শাখার প্রবাহ), I2 = 1.0 A
R রোধে প্রবাহ, IR = ?
A1 ব্যাটারির সাথে শ্রেণিতে থাকায় মূল প্রবাহ মাপে। উপরের সংযোগ বিন্দুতে মূল প্রবাহ দুই ভাগ হয়: মাঝের শাখায় (A2 সহ) এবং R-এর শাখায়। এই দুই শাখা সমান্তরালে।
আমরা জানি,
কারশফের প্রবাহ সূত্র অনুযায়ী, সংযোগ বিন্দুতে আগত প্রবাহ = নির্গত প্রবাহ
∴ I1 = I2 + IR
∴ IR = I1 − I2
= 1.5 − 1.0
= 0.5 A
উত্তর: 0.5 A
দেওয়া আছে,
A বিন্দুর বিভব, VA = 2 V
B ও C বিন্দুর বিভব (ভূমি), VB = VC = 0
প্রতিটি রোধ, R = 5 Ω
প্রবাহ, i1 = ?, i2 = ?, i3 = ?
B ও C উভয়েই ভূমিতে (একই বিভব), তাই OB ও OC রোধ দুটি O ও ভূমির মধ্যে সমান্তরালে। এই সমান্তরাল জোড়া AO-এর সাথে শ্রেণিতে।
আমরা জানি,
সমান্তরাল সমবায়ে, RP = R1R2R1 + R2
∴ RP = 5 × 55 + 5 = 2.5 Ω
শ্রেণি সমবায়ে, RS = R1 + R2
∴ মোট রোধ, Req = 5 + 2.5 = 7.5 Ω
আবার, আমরা জানি,
I = VR
∴ i1 = VA − 0Req
= 27.5
= 415 A
OB ও OC সমান রোধ, তাই প্রবাহ সমান দুই ভাগ হয়:
i2 = i3 = i12
= 215 A
উত্তর: i1 = 415 A, i2 = i3 = 215 A
লক্ষ করো: বইয়ের চিত্রে A বিন্দুর বিভব দেওয়া নেই। বইয়ের উত্তর (i1 = 415 A) আসে VA = 2 V ধরলে।
দেওয়া আছে,
পূর্ণ বিক্ষেপ প্রবাহ, Ig = 0.5 A
গ্যালভানোমিটারের রোধ, G = 200 Ω
অ্যামিটারের সীমা, I = 5 A
শান্ট, S = ?
আমরা জানি,
S = IgGI − Ig
= 0.5 × 2005 − 0.5
= 1004.5
= 22.2 Ω
∴ 22.2 Ω রোধের শান্ট গ্যালভানোমিটারের সাথে সমান্তরালে যুক্ত করতে হবে।
উত্তর: 22.2 Ω শান্ট সমান্তরালে
লক্ষ করো: বইয়ের উত্তর 2.22 Ω, যা G = 20 Ω হলে আসে। প্রদত্ত G = 200 Ω-এ শান্ট 22.2 Ω।
দেওয়া আছে,
প্রথম ব্যাটারির তড়িচ্চালক বল, E1 = 6 V
প্রথম ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ রোধ, r1 = 0.25 Ω
দ্বিতীয় ব্যাটারির তড়িচ্চালক বল, E2 = 3 V
দ্বিতীয় ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ রোধ, r2 = 0.5 Ω
প্রান্তীয় বিভব পার্থক্য, V = ?
বাইরে কোনো রোধ নেই, তাই দুই ব্যাটারির মধ্যে একই প্রবাহ I ঘোরে। বড় ব্যাটারি ছোটটিকে চার্জ করে, ফলে কার্যকর তড়িচ্চালক বল E1 − E2।
আমরা জানি,
I = E1 − E2r1 + r2
= 6 − 30.25 + 0.5
= 30.75
= 4 A
আবার, আমরা জানি,
প্রান্তীয় বিভব, V = E1 − Ir1
= 6 − 4 × 0.25
= 6 − 1
= 5 V
(যাচাই: V = 3 + 4 × 0.5 = 5 V)
উত্তর: 5 V
দেওয়া আছে,
সর্বোচ্চ প্রবাহ, I = 6 A
বিভব, V = 200 V
প্রতিটি বাতির ক্ষমতা, P1 = 60 W
বাতির সংখ্যা, n = ?
আমরা জানি,
P = VI
∴ সর্বোচ্চ ক্ষমতা, P = 200 × 6
= 1200 W
∴ বাতির সংখ্যা, n = PP1
= 120060
= 20টি
উত্তর: 20টি
দেওয়া আছে,
প্রতিটি তারের রোধ, R1 = R2 = 20 Ω
বিদ্যুচ্চালক শক্তি, E = 6 V
অভ্যন্তরীণ রোধ, r = 5 Ω
প্রান্তীয় বিভব পার্থক্য, V = ?
প্রতিটি তারে প্রবাহ, i = ?
আমরা জানি,
RP = R1R2R1 + R2
= 20 × 2020 + 20
= 10 Ω
আবার, আমরা জানি,
I = ERP + r
= 610 + 5
= 0.4 A
আবার, আমরা জানি,
প্রান্তীয় বিভব, V = IRP
= 0.4 × 10
= 4 V
সমান্তরালে প্রতিটি তারের বিভব V, ∴ প্রতিটি তারে প্রবাহ,
i = VR1
= 420
= 0.2 A
উত্তর: প্রান্তীয় বিভব 4 V, প্রতিটি তারে 0.2 A
দেওয়া আছে,
রোধ তিনটি, R1 = 3 Ω, R2 = 4 Ω, R3 = 5 Ω
তড়িচ্চালক শক্তি, E = 1.5 V
অভ্যন্তরীণ রোধ, r = 0.5 Ω
প্রতিটি রোধে প্রবাহ, i1 = ?, i2 = ?, i3 = ?
আমরা জানি,
1RP = 1R1 + 1R2 + 1R3
= 13 + 14 + 15
= 20 + 15 + 1260 = 4760
∴ RP = 6047 = 1.277 Ω
আবার, আমরা জানি,
I = ERP + r
= 1.51.277 + 0.5
= 1.51.777
= 0.844 A
আবার, আমরা জানি,
প্রান্তীয় বিভব, V = IRP
= 0.844 × 1.277
= 1.078 V
সমান্তরালে প্রতিটি রোধের বিভব V। আমরা জানি, i = VR
∴ i1 = 1.0783 = 0.359 A
i2 = 1.0784 = 0.269 A
i3 = 1.0785 = 0.216 A
উত্তর: 3 Ω-এ 0.359 A, 4 Ω-এ 0.269 A, 5 Ω-এ 0.216 A
দেওয়া আছে,
প্রথম ব্যাটারি, E1 = 12 V, r1 = 6 Ω
দ্বিতীয় ব্যাটারি, E2 = 8 V, r2 = 6 Ω
বাহ্যিক রোধ, R = 12 Ω
প্রতিটি অংশে প্রবাহ, i1 = ?, i2 = ?, I = ?
দুই ব্যাটারি ও 12 Ω তার একই দুই বিন্দুর মধ্যে সমান্তরালে। ওই দুই বিন্দুর (প্রান্তীয়) বিভব V ধরি।
আমরা জানি,
কারশফের প্রবাহ সূত্র: ∑I = 0
এবং প্রতিটি ব্যাটারি-শাখায়, i = E − Vr
∴ E1 − Vr1 + E2 − Vr2 = VR
বা, 12 − V6 + 8 − V6 = V12
12 দ্বারা গুণ করে,
বা, 2(12 − V) + 2(8 − V) = V
বা, 24 − 2V + 16 − 2V = V
বা, 40 = 5V
∴ V = 8 V
12 V ব্যাটারিতে প্রবাহ, i1 = 12 − 86
= 23 A
8 V ব্যাটারিতে প্রবাহ, i2 = 8 − 86
= 0
12 Ω তারে প্রবাহ, I = VR
= 812
= 23 A
উত্তর: 12 V ব্যাটারিতে 23 A, 8 V ব্যাটারিতে 0, 12 Ω তারে 23 A
দেওয়া আছে,
গ্যালভানোমিটারের রোধ, G = 3 Ω
পূর্ণ স্কেল প্রবাহ, Ig = 500 μA = 0.5 mA
পরিমাপ্য প্রবাহ, I = 2 mA
শান্ট, S = ?
আমরা জানি,
S = IgGI − Ig
= 0.5 × 32 − 0.5
= 1.51.5
= 1 Ω
(প্রবাহ mA এককে বসানো হয়েছে, অনুপাত বলে একক কেটে যায়)
উত্তর: 1 Ω
দেওয়া আছে,
গ্যালভানোমিটারের রোধ, G = 50 Ω
শান্ট, S = 5 Ω
শ্রেণিতে যুক্ত রোধ, R = ?
শান্ট গ্যালভানোমিটারের সাথে সমান্তরালে যুক্ত। আমরা জানি,
RP = GSG + S
= 50 × 550 + 5
= 25055
= 4.545 Ω
মূল প্রবাহ অপরিবর্তিত রাখতে মোট রোধ আগের মতো 50 Ω রাখতে হবে।
আমরা জানি,
শ্রেণি সমবায়ে, RS = RP + R
বা, 50 = 4.545 + R
∴ R = 50 − 4.545
= 45.45 Ω
উত্তর: 45.45 Ω (শ্রেণিতে)
দেওয়া আছে,
সরঞ্জামের রোধ, G = 200 Ω
সর্বোচ্চ সহনীয় প্রবাহ, Ig = 0.1 A
মূল প্রবাহ, I = 1 A
সমান্তরাল রোধ, S = ?
সরঞ্জামে 0.1 A, ∴ সমান্তরাল রোধে I − Ig = 1 − 0.1 = 0.9 A
আমরা জানি,
সমান্তরাল শাখায় বিভব সমান: IgG = (I − Ig)S
∴ S = IgGI − Ig
= 0.1 × 2000.9
= 200.9
= 22.2 Ω
∴ সমান্তরাল রোধ 22.2 Ω-এর বেশি হওয়া চলবে না।
উত্তর: 22.2 Ω
দেওয়া আছে,
ব্যাটারির তড়িচ্চালক বল, E = 8 V
অভ্যন্তরীণ রোধ, r = 1 Ω
উৎসের বিভব, V0 = 120 V
শ্রেণি রোধ, R = 15 Ω
সময়, t = 5 min = 300 s
(i) প্রবাহ, I = ? (ii) প্রান্তীয় বিভব, V = ? (iii) সঞ্চিত শক্তি, W = ?
(i) প্রবাহ নির্ণয়:
চার্জিংয়ে ব্যাটারির emf উৎসের বিপরীতে কাজ করে। আমরা জানি,
I = V0 − ER + r
= 120 − 815 + 1
= 11216
= 7 A
(ii) প্রান্তীয় বিভব নির্ণয়:
চার্জিংয়ের সময় আমরা জানি,
V = E + Ir
= 8 + 7 × 1
= 15 V
(iii) সঞ্চিত রাসায়নিক শক্তি নির্ণয়:
আমরা জানি,
W = EIt
= 8 × 7 × 300
= 16800 J = 16.8 kJ
উত্তর: (i) 7 A, (ii) 15 V, (iii) 16.8 kJ
দেওয়া আছে,
তড়িচ্চালক বল, E = 2 V
অভ্যন্তরীণ রোধ, r = 0.5 Ω
প্রথম তারের রোধ, R1 = 20 Ω
দ্বিতীয় তারের রোধ, R2 = 30 Ω
প্রবাহ, I20 = ?, I30 = ?
আমরা জানি,
RP = R1R2R1 + R2
= 20 × 3050
= 12 Ω
আবার, আমরা জানি,
I = ERP + r
= 212 + 0.5
= 0.16 A
আবার, আমরা জানি,
প্রান্তীয় বিভব, V = IRP
= 0.16 × 12
= 1.92 V
সমান্তরালে প্রতিটি তারে বিভব V, ∴
I20 = VR1 = 1.9220 = 0.096 A
I30 = VR2 = 1.9230 = 0.064 A
উত্তর: 20 Ω তারে 0.096 A, 30 Ω তারে 0.064 A
দেওয়া আছে,
বিদ্যুচ্চালক শক্তি, E = 1.6 V
অভ্যন্তরীণ রোধ, r = 2 Ω
রোধ দুটি, R1 = 4 Ω, R2 = 10 Ω
বিভব পার্থক্য, V4 = ?, V10 = ?
আমরা জানি,
I = ER1 + R2 + r
= 1.64 + 10 + 2
= 1.616
= 0.1 A
আবার, আমরা জানি,
V = IR
∴ V4 = 0.1 × 4 = 0.4 V
V10 = 0.1 × 10 = 1 V
উত্তর: 4 Ω-এ 0.4 V, 10 Ω-এ 1 V
দেওয়া আছে,
বিদ্যুচ্চালক শক্তি, E = 1.55 V
অভ্যন্তরীণ রোধ, r = 0.5 Ω
প্রবাহ, I = 0.1 A
তারের রোধ, R = ?
হারানো বিভব, v = ?
আমরা জানি,
I = ER + r
∴ R + r = EI
= 1.550.1 = 15.5 Ω
∴ R = 15.5 − 0.5
= 15 Ω
আবার, আমরা জানি,
হারানো বিভব, v = Ir
= 0.1 × 0.5
= 0.05 V
উত্তর: 15 Ω, 0.05 V
দেওয়া আছে,
বিদ্যুচ্চালক শক্তি, E = 1.08 V
অভ্যন্তরীণ রোধ, r = 0.2 Ω
বাহ্যিক রোধ, R = 5.2 Ω
প্রবাহ, I = ?
আমরা জানি,
I = ER + r
= 1.085.2 + 0.2
= 1.085.4
= 0.2 A
উত্তর: 0.2 A
দেওয়া আছে,
বিদ্যুচ্চালক শক্তি, E = 1.5 V
প্রবাহ, I = 1 A
প্রান্তীয় বিভব পার্থক্য, V = 1.2 V
অভ্যন্তরীণ রোধ, r = ?
আমরা জানি,
V = E − Ir
∴ r = E − VI
= 1.5 − 1.21
= 0.3 Ω
উত্তর: 0.3 Ω
দেওয়া আছে,
অভ্যন্তরীণ রোধ, r = 1 Ω
1% ত্রুটি, ∴ ভোল্টমিটারের পাঠ, V = 0.99E
ভোল্টমিটারের রোধ, R = ?
আমরা জানি,
I = ER + r এবং V = IR
∴ V = ERR + r
বা, 0.99E = ERR + r
∴ RR + r = 0.99
বা, R = 0.99R + 0.99r
বা, 0.01R = 0.99r
∴ R = 99r
= 99 × 1 = 99 Ω
উত্তর: 99 Ω
দেওয়া আছে,
প্রতিটি কোষের তড়িচ্চালক বল, E = 2 V
প্রতিটি কোষের অভ্যন্তরীণ রোধ, r = 0.1 Ω
প্রতি সারিতে কোষ সংখ্যা, n = 5
সারির সংখ্যা, m = 3
মোট তড়িচ্চালক বল, Eeq = ?
মোট অভ্যন্তরীণ রোধ, req = ?
আমরা জানি,
শ্রেণিতে nটি কোষ: emf = nE, রোধ = nr
∴ প্রতি সারির emf = 5 × 2 = 10 V
প্রতি সারির রোধ = 5 × 0.1 = 0.5 Ω
আবার, mটি সমান সারি সমান্তরালে: emf একই থাকে, রোধ 1m গুণ হয়।
∴ Eeq = nE = 10 V
req = nrm
= 0.53
= 0.167 Ω
উত্তর: 10 V, 0.167 Ω
দেওয়া আছে,
তড়িচ্চালক বল, E = 10 V
অভ্যন্তরীণ রোধ, r = 1 Ω
রোধ তিনটি, R1 = 3 Ω, R2 = 5 Ω, R3 = 8 Ω
প্রবাহ, i3 = ?, i5 = ?, i8 = ?
আমরা জানি,
1RP = 1R1 + 1R2 + 1R3
= 13 + 15 + 18
= 40 + 24 + 15120 = 79120
∴ RP = 12079 = 1.519 Ω
আবার, আমরা জানি,
I = ERP + r
= 101.519 + 1
= 3.97 A
আবার, আমরা জানি,
সমান্তরাল অংশের বিভব, V = IRP
= 3.97 × 1.519
= 6.03 V
আমরা জানি, i = VR
∴ i3 = 6.033 = 2.01 A
i5 = 6.035 = 1.21 A
i8 = 6.038 = 0.754 A
উত্তর: 3 Ω-এ 2.01 A, 5 Ω-এ 1.21 A, 8 Ω-এ 0.754 A
দেওয়া আছে,
তড়িচ্চালক বল, E = 1.5 V
অভ্যন্তরীণ রোধ, r = 2 Ω
রোধ তিনটি, R1 = 1 Ω, R2 = 2 Ω, R3 = 10 Ω
বিভব পার্থক্য, V1 = ?, V2 = ?, V10 = ?
নষ্ট ভোল্ট, v = ?
আমরা জানি,
I = ER1 + R2 + R3 + r
= 1.51 + 2 + 10 + 2
= 1.515
= 0.1 A
আবার, আমরা জানি,
V = IR
∴ V1 = 0.1 × 1 = 0.1 V
V2 = 0.1 × 2 = 0.2 V
V10 = 0.1 × 10 = 1 V
আবার, আমরা জানি,
নষ্ট ভোল্ট, v = Ir
= 0.1 × 2
= 0.2 V
উত্তর: 0.1 V, 0.2 V, 1 V; নষ্ট ভোল্ট 0.2 V
দেওয়া আছে,
শ্রেণিতে তুল্য রোধ, RS = 12 Ω
সমান্তরালে তুল্য রোধ, RP = 53 Ω
প্রতিটি কোষের রোধ, r1 = ?, r2 = ?
আমরা জানি,
RS = r1 + r2
∴ r1 + r2 = 12 ... (i)
এবং RP = r1r2r1 + r2
বা, 53 = r1r212
∴ r1r2 = 20 ... (ii)
আমরা জানি,
(r1 − r2)2 = (r1 + r2)2 − 4r1r2
= 144 − 80
= 64
∴ r1 − r2 = 8 ... (iii)
(i) ও (iii) যোগ করে, 2r1 = 20
∴ r1 = 10 Ω
(i) থেকে, r2 = 12 − 10 = 2 Ω
উত্তর: 10 Ω ও 2 Ω
দেওয়া আছে,
প্রথম কোষ, E1 = 4 V, r1 = 0.5 Ω
দ্বিতীয় কোষ, E2 = 8 V, r2 = 1 Ω
বাহ্যিক রোধ: 4 Ω, 3 Ω ও 6 Ω
প্রবাহ, I = ?
প্রান্তীয় বিভব, V1 = ?, V2 = ?
চিত্রে কোষ দুটির ধনাত্মক প্রান্ত মুখোমুখি, অর্থাৎ পরস্পর বিপরীতমুখী।
∴ কার্যকর emf = E2 − E1 = 8 − 4 = 4 V
আমরা জানি,
সমান্তরাল সমবায়ে, RP = R1R2R1 + R2
3 Ω ও 6 Ω একই দুই বিন্দুর মধ্যে, অর্থাৎ সমান্তরালে:
RP = 3 × 63 + 6 = 2 Ω
এটি 4 Ω-এর সাথে শ্রেণিতে, ∴ বাহ্যিক রোধ, R = 4 + 2 = 6 Ω
দুই কোষের অভ্যন্তরীণ রোধও শ্রেণিতে।
∴ মোট রোধ = 6 + 0.5 + 1 = 7.5 Ω
আবার, আমরা জানি,
I = E2 − E1R + r1 + r2
= 47.5
= 0.533 A
E2 বিদ্যুৎ সরবরাহ করছে, আমরা জানি,
V2 = E2 − Ir2
= 8 − 0.533 × 1
= 7.47 V
E1 চার্জ হচ্ছে, আমরা জানি,
V1 = E1 + Ir1
= 4 + 0.533 × 0.5
= 4.27 V
উত্তর: প্রতিটি কোষে প্রবাহ 0.533 A; V1 = 4.27 V, V2 = 7.47 V
লক্ষ করো: বইয়ে I = 0.5 A ধরে 7.5 V ও 4.25 V দেওয়া। কিন্তু মোট রোধ 7.5 Ω হওয়ায় I = 0.533 A।
দেওয়া আছে,
ব্যাটারির বিভব, E = 2 V
অ্যামিটারের রোধ, RA = 0.8 Ω
ভোল্টমিটারের রোধ, RV = 98 Ω
অ্যামিটারের পাঠ, IA = ?
ভোল্টমিটারের পাঠ, V = ?
আমরা জানি,
শ্রেণি সমবায়ে, RS = R1 + R2
সমান্তরাল সমবায়ে, RP = R1R2R1 + R2
উপরের শাখা: 4 Ω ও অ্যামিটার শ্রেণিতে,
Rউপর = 4 + 0.8 = 4.8 Ω
নিচের শাখা: 2 Ω ও ভোল্টমিটার একই দুই বিন্দুর মধ্যে, অর্থাৎ সমান্তরালে,
R′ = 2 × 982 + 98
= 196100 = 1.96 Ω
তারপর 3 Ω শ্রেণিতে,
Rনিচ = 1.96 + 3 = 4.96 Ω
দুই শাখাই সরাসরি 2 V উৎসের দুই প্রান্তের সাথে যুক্ত (সমান্তরালে), তাই প্রতিটি শাখায় বিভব 2 V।
আবার, আমরা জানি,
I = VR
∴ অ্যামিটারের পাঠ, IA = 24.8
= 0.417 A
নিচের শাখায় প্রবাহ, I′ = 24.96
= 0.403 A
আবার, আমরা জানি,
ভোল্টমিটারের পাঠ, V = I′R′
= 0.403 × 1.96
= 0.79 V
উত্তর: অ্যামিটার 0.417 A, ভোল্টমিটার 0.79 V
দেওয়া আছে,
পূর্ণ স্কেল বিভব, Vg = 50 mV = 50 × 10−3 V
মিলি ভোল্টমিটারের রোধ, G = 5000 Ω
অ্যামিটারের সীমা, I = 1 A
শান্ট, S = ?
আমরা জানি,
Vg = IgG
∴ পূর্ণ বিক্ষেপ প্রবাহ, Ig = VgG
= 50 × 10−35000
= 10−5 A
আবার, আমরা জানি,
S = IgGI − Ig
= 10−5 × 50001 − 10−5
= 0.050.99999
≈ 0.05 Ω
∴ 0.05 Ω মানের শান্ট মিলি ভোল্টমিটারের সমান্তরালে যুক্ত করতে হবে।
উত্তর: 0.05 Ω শান্ট সমান্তরালে
দেওয়া আছে,
P = 2 Ω, Q = 4 Ω, R = 3 Ω
চতুর্থ বাহুর বর্তমান রোধ = 9 Ω
যুক্ত করতে হবে এমন রোধ, X = ?
আমরা জানি,
সাম্যাবস্থায়, PQ = RS
∴ S = QRP
= 4 × 32
= 6 Ω
চতুর্থ বাহুতে আছে 9 Ω (যা 6 Ω-এর বেশি)। রোধ কমাতে হলে সমান্তরালে X যুক্ত করতে হবে। আমরা জানি,
RP = R1R2R1 + R2
বা, 9X9 + X = 6
বা, 9X = 54 + 6X
বা, 3X = 54
∴ X = 18 Ω (সমান্তরাল সমবায়ে)
উত্তর: 18 Ω রোধ চতুর্থ বাহুর সাথে সমান্তরালে
দেওয়া আছে,
P = 10 Ω, Q = 12 Ω, R = 20 Ω, S = 24 Ω
গ্যালভানোমিটারের রোধ, G = 100 Ω
তড়িচ্চালক বল, E = 1.5 V
অভ্যন্তরীণ রোধ, r = 1.3 Ω
10 Ω রোধে প্রবাহ, I1 = ?
আমরা জানি,
সাম্যাবস্থার শর্ত, PQ = RS
এখানে, 1012 = 2024 = 56
∴ ব্রিজ সাম্যাবস্থায়; গ্যালভানোমিটারে প্রবাহ শূন্য। তাই গ্যালভানোমিটারকে বাদ দেওয়া যায়।
তখন P ও Q শ্রেণিতে, R ও S শ্রেণিতে:
শাখা-১ = 10 + 12 = 22 Ω
শাখা-২ = 20 + 24 = 44 Ω
এই দুই শাখা সমান্তরালে:
RP = 22 × 4422 + 44
= 96866 = 14.67 Ω
আবার, আমরা জানি,
I = ERP + r
= 1.514.67 + 1.3
= 1.515.97
= 0.0939 A
সমান্তরাল শাখায় প্রবাহ রোধের ব্যস্তানুপাতে ভাগ হয়:
I1 = I × 4422 + 44
= 0.0939 × 4466
= 0.0626 A = 62.6 mA
উত্তর: 0.0626 A বা 62.6 mA
দেওয়া আছে,
তিন বাহুর রোধ, P = Q = R = 10 Ω
তারের দৈর্ঘ্য, L = 1000 cm = 10 m
প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল, A = 1 mm2 = 10−6 m2
আপেক্ষিক রোধ, ρ0 = 6.0 × 10−7 Ω m
উষ্ণতা গুণাঙ্ক, α = 5.0 × 10−3 °C−1
তাপমাত্রা, θ = 200°C
রোধ, X = ?
আমরা জানি,
R0 = ρ0LA
= 6 × 10−7 × 1010−6
= 6 Ω
আবার, আমরা জানি,
Rθ = R0(1 + αθ)
= 6(1 + 5 × 10−3 × 200)
= 6(1 + 1)
= 12 Ω
সাম্যাবস্থায়, আমরা জানি,
PQ = RS
∴ S = QRP = 10 × 1010 = 10 Ω
চতুর্থ বাহুতে X ও Rθ = 12 Ω তার সমান্তরালে। আমরা জানি,
S = XRθX + Rθ
বা, 12X12 + X = 10
বা, 12X = 120 + 10X
বা, 2X = 120
∴ X = 60 Ω
উত্তর: 60 Ω
লক্ষ করো: বইয়ে আপেক্ষিক রোধ 6.0 × 10−5 Ω m ছাপা হয়েছে, এতে উত্তর মেলে না (X ≈ 10.08 Ω আসে)। বইয়ের উত্তর 60 Ω আসে 6.0 × 10−7 Ω m ধরলে।
দেওয়া আছে,
খোলা বর্তনীতে সাম্য দৈর্ঘ্য, l1 = 155 cm
রোধ যুক্ত অবস্থায় সাম্য দৈর্ঘ্য, l2 = 135 cm
যুক্ত রোধ, R = 8 Ω
অভ্যন্তরীণ রোধ, r = ?
আমরা জানি,
r = Rl1 − l2l2
= 8 × 155 − 135135
= 8 × 20135
= 1.185 Ω
উত্তর: 1.185 Ω
দেওয়া আছে,
তারের দৈর্ঘ্য, L = 100 cm
তারের রোধ, Rw = 3 Ω
পরিবর্তনশীল রোধ, R = 3.5 Ω
ব্যাটারির তড়িচ্চালক বল, E0 = 6 V
কোষের তড়িচ্চালক বল, E = 2.0 V
নিস্পন্দ দৈর্ঘ্য, l = ?
আমরা জানি,
I = E0Rw + R
= 63 + 3.5
= 0.923 A
আবার, আমরা জানি,
তারের দুই প্রান্তের বিভব পতন, V = IRw
= 0.923 × 3
= 2.77 V (100 cm-এ)
বিভব নতি, k = VL
= 2.77100
= 0.0277 V cm−1
সাম্যাবস্থায়, আমরা জানি,
E = kl
∴ l = Ek
= 20.0277
= 72.2 cm
উত্তর: 72.2 cm
দেওয়া আছে,
খোলা বর্তনীতে সাম্য দৈর্ঘ্য, l1 = 240 cm
শর্ট করা অবস্থায় সাম্য দৈর্ঘ্য, l2 = 120 cm
শর্টকারী রোধ, R = 2 Ω
অভ্যন্তরীণ রোধ, r = ?
আমরা জানি,
r = Rl1 − l2l2
= 2 × 240 − 120120
= 2 × 1
= 2 Ω
উত্তর: 2 Ω
15 Ω রোধটি 40 cm অংশের দিকের ফাঁকে ধরি (বইয়ের উত্তর অনুযায়ী)।
দেওয়া আছে,
জানা রোধ, P = 15 Ω
সাম্য দৈর্ঘ্য, l = 40 cm
অপর অংশের দৈর্ঘ্য, 100 − l = 60 cm
অপর অংশের রোধ, X = ?
আমরা জানি,
PX = l100 − l
বা, 15X = 4060
∴ X = 15 × 6040
= 22.5 Ω
উত্তর: 22.5 Ω
লক্ষ করো: প্রশ্নের ভাষা দ্ব্যর্থক। 15 Ω-কে 60 cm অংশের দিকে ধরলে X = 10 Ω আসে।
দেওয়া আছে,
বাম ফাঁকের রোধ, P = 6 Ω
নিস্পন্দ দৈর্ঘ্য (বাম থেকে), l = 60 cm
ডান ফাঁকের রোধ, X = ?
অদল-বদলের পর নিস্পন্দ দৈর্ঘ্য, l′ = ?
(i) ডান ফাঁকের রোধ নির্ণয়:
আমরা জানি,
PX = l100 − l
বা, 6X = 6040
∴ X = 6 × 4060
= 4 Ω
(ii) অদল-বদলের পর নিস্পন্দ বিন্দু নির্ণয়:
এখন বাম ফাঁকে 4 Ω, ডান ফাঁকে 6 Ω। আমরা জানি,
XP = l′100 − l′
বা, 46 = l′100 − l′
বা, 400 − 4l′ = 6l′
বা, 10l′ = 400
∴ l′ = 40 cm (বাম প্রান্ত থেকে)
উত্তর: 4 Ω; বাম প্রান্ত থেকে 40 cm
দেওয়া আছে,
বাম ফাঁকের রোধ, P = 8 Ω
ডান ফাঁকের রোধ, Q = 10 Ω
ভারসাম্য দৈর্ঘ্য, l = ?
8 Ω বাম ফাঁকে থাকলে, আমরা জানি,
PQ = l100 − l
বা, 810 = l100 − l
বা, 800 − 8l = 10l
বা, 18l = 800
∴ l = 80018
= 44.44 cm (বাম প্রান্ত হতে)
উত্তর: বাম প্রান্ত হতে 44.44 cm
দেওয়া আছে,
বাম ফাঁকের রোধ, P = 3 Ω
ডান ফাঁকের রোধ, Q = 2 Ω
নিস্পন্দ দৈর্ঘ্য, l = ?
আমরা জানি,
PQ = l100 − l
বা, 32 = l100 − l
বা, 300 − 3l = 2l
বা, 5l = 300
∴ l = 60 cm
উত্তর: বাম প্রান্ত হতে 60 cm
দেওয়া আছে,
অনুপাত বাহুর রোধ, P = 1000 Ω, Q = 10 Ω
তৃতীয় বাহুর রোধ, R = 511 Ω
অজানা রোধ, S = ?
আমরা জানি,
PQ = RS
∴ S = QRP
= 10 × 5111000
= 5.11 Ω
উত্তর: 5.11 Ω
দেওয়া আছে,
P = 10 Ω, Q = 10 Ω, R = 20 Ω, S = 25 Ω
সমান্তরালে যুক্ত রোধ, X = ?
আমরা জানি,
সাম্যাবস্থায়, PQ = RS′
∴ S′ = QRP
= 10 × 2010
= 20 Ω
S ও X সমান্তরালে থেকে S′ হবে। আমরা জানি,
S′ = SXS + X
বা, 25X25 + X = 20
বা, 25X = 500 + 20X
বা, 5X = 500
∴ X = 100 Ω
উত্তর: 100 Ω