তাড়িতচৌম্বক আবেশ ও পরিবর্তী প্রবাহ — বহুনির্বাচনি প্রশ্ন ও সমাধান

HSC পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্রের ৫ম অধ্যায়। এখানে ৪৭৩টি প্রশ্ন আছে — বোর্ড, ঢাবি, বুয়েট আর মেডিকেল ভর্তি পরীক্ষা থেকে বাছাই করা, প্রতিটার নিচে পূর্ণ ব্যাখ্যা দেওয়া। উত্তর দেখার আগে নিজে একবার চেষ্টা করে নিও।

1. ৪৬১

   তাড়িতচৌম্বক আবেশ ও পরিবর্তী প্রবাহ ইসহাক স্যার

   একটি ট্রান্সফরমারের মুখ্য কুণ্ডলীর পাক সংখ্যা 50, ভোল্টেজ 220 V। এর গৌণ কুণ্ডলীর পাক সংখ্যা 100 হলে, ভোল্টেজ কত?

   • ক 100 V
   • খ 200 V
   • গ 300 V
   • ঘ 400 V
   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: ঘ) 400 V

   এখানে,
   N_p = 50, E_p = 220 V
   N_s = 100
   নির্ণেয় E_s = ?
   আমরা জানি,
   E_sE_p = N_sN_p
   ⇒ E_s = 220 × 10050
   ∴ E_s = 440 V
   প্রাপ্ত মান 440 V কোনো অপশনে নেই; মুখ্য ভোল্টেজ 200 V হলে E_s = 400 V হয়, যা অপশন (ঘ)।
   বিঃদ্রঃ বইয়ের প্রশ্নে ছাপার ভুল আছে (সম্ভবত 200 V-এর জায়গায় 220 V); বইয়ের উত্তরমালা অনুযায়ী উত্তর 'ঘ'।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

2. ৪৬২

   তাড়িতচৌম্বক আবেশ ও পরিবর্তী প্রবাহ ইসহাক স্যার

   একটি 220 V পরিবর্তী উৎসের শীর্ষ বিভব

   • ক 220 V
   • খ প্রায় 160 V
   • গ প্রায় 310 V
   • ঘ 440 V
   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: গ) প্রায় 310 V

   220 V পরিবর্তী উৎসে উল্লেখিত মান rms (কার্যকর) মান হিসেবে ধরা হয়। শীর্ষ বিভব E₀ = E_rms × 2 = 220 × 1.414 ≈ 311 V, যা প্রায় 310 V (বিকল্প গ-এর সাথে মিলে)।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

3. ৪৬৩

   তাড়িতচৌম্বক আবেশ ও পরিবর্তী প্রবাহ ইসহাক স্যার

   বাসাবাড়িতে এ.সি. সরবরাহ লাইনে ভোল্টেজ 220 V হলেও এর কার্যকর মান কত?

   • ক 220 V
   • খ 250 V
   • গ 311 V
   • ঘ 440 V
   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: ক) 220 V

   বাসাবাড়িতে AC সরবরাহ লাইনে যে 220 V উল্লেখ করা হয়, সেটিই মূলত rms বা কার্যকর মান (এটি শীর্ষ মান নয়, বরং সমমানের DC-এর সমতুল্য কার্যকর মান হিসেবে নির্ধারিত)। তাই কার্যকর মান 220 V-ই।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

4. ৪৬৪

   তাড়িতচৌম্বক আবেশ ও পরিবর্তী প্রবাহ ইসহাক স্যার

   কোনো সুষম চৌম্বকক্ষেত্রে স্থাপিত কুণ্ডলীর ঘূর্ণন বেগ বৃদ্ধি করলে নিচের কোন রাশি অপরিবর্তিত থাকবে?

   • ক তড়িৎ প্রবাহের শীর্ষমান
   • খ তড়িৎ প্রবাহের গড় মান
   • গ তড়িৎ প্রবাহের মূল গড় বর্গমান
   • ঘ আকৃতি গুণাঙ্ক
   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: ঘ) আকৃতি গুণাঙ্ক

   সুষম চৌম্বকক্ষেত্রে ঘূর্ণায়মান কুণ্ডলীতে emf ε = NABω sin(ωt), যার শীর্ষমান ε₀ = NABω। ঘূর্ণন বেগ ω বাড়ালে শীর্ষমান ε₀ (এবং সংশ্লিষ্ট প্রবাহের শীর্ষমান I₀), rms মান I_rms = I₀2, এবং গড় মান I_avg = 2I₀π -- এই সবগুলোই ω-এর সমানুপাতিক হয়ে বৃদ্ধি পায়। কিন্তু আকৃতি গুণাঙ্ক (form factor) = I_rmsI_avg = π(22) ≈ 1.11, যা শুধুমাত্র তরঙ্গের আকৃতির (sinusoidal shape) উপর নির্ভরশীল, বিস্তার (amplitude) বা কম্পাঙ্কের (ω) উপর নয়। তাই ω পরিবর্তনেও আকৃতি গুণাঙ্ক অপরিবর্তিত থাকে।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

5. ৪৬৫

   তাড়িতচৌম্বক আবেশ ও পরিবর্তী প্রবাহ ইসহাক স্যার

   নিচের কোনটির কার্যনীতি আবেশ ক্রিয়ার উপর প্রতিষ্ঠিত?

   • ক মোটর
   • খ ট্রান্সফরমার
   • গ জেনারেটর
   • ঘ ট্রানজিস্টর
   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: খ) ট্রান্সফরমার

   ট্রান্সফরমারের কার্যনীতি সম্পূর্ণভাবে পারস্পরিক আবেশের ওপর প্রতিষ্ঠিত — মুখ্য কুণ্ডলীর পরিবর্তী প্রবাহ কোরে পরিবর্তী চৌম্বক ফ্লাক্স সৃষ্টি করে, যা গৌণ কুণ্ডলীতে তড়িচ্চালক বল আবিষ্ট করে (E_sE_p = N_sN_p)। মোটর চৌম্বক ক্ষেত্রে প্রবাহবাহী পরিবাহীর ওপর ক্রিয়াশীল বলের (F = BIl) নীতিতে চলে, আবেশ ক্রিয়ায় নয়; ট্রানজিস্টর একটি অর্ধপরিবাহী যন্ত্র। (জেনারেটরও তড়িৎ চৌম্বক আবেশ নীতিতে কাজ করে, তবে বইয়ের উত্তরমালা অনুযায়ী এখানে প্রত্যাশিত উত্তর ট্রান্সফরমার।)

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

6. ৪৬৬

   তাড়িতচৌম্বক আবেশ ও পরিবর্তী প্রবাহ ইসহাক স্যার

   যদি তড়িৎ প্রবাহের সমীকরণ I(t) = 20 sin(628t) হয় তাহলে তড়িতের কম্পাঙ্ক ও rms মান কত?

   • ক 100 Hz, 14.14 A
   • খ 200 Hz, 15 A
   • গ 100 Hz, 20 A
   • ঘ 50 Hz, 14.15 A
   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: ক) 100 Hz, 14.14 A

   I(t) = 20 sin(628t) থেকে I₀ = 20 A এবং ω = 628 rad/s। কম্পাঙ্ক f = ω2π = 6286.2832 ≈ 100 Hz। rms মান I_rms = I₀2 = 201.414 ≈ 14.14 A। সুতরাং কম্পাঙ্ক 100 Hz এবং rms মান 14.14 A।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

7. ৪৬৭

   তাড়িতচৌম্বক আবেশ ও পরিবর্তী প্রবাহ ইসহাক স্যার

   নিচের কোন গ্রাফটি স্বকীয় আবেশ গুণাঙ্ক নির্দেশ করে?

   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: খ)

   স্বকীয় আবেশ গুণাঙ্ক L = ϕI একটি ধ্রুবক (কুণ্ডলীর আকার, পাকসংখ্যা ও মাধ্যমের ওপর নির্ভরশীল)। তাই I বনাম ϕ লেখচিত্র মূলবিন্দুগামী সরলরেখা হবে, যার ঢাল ধ্রুব; এ ধরনের লেখচিত্র (খ)-তে দেখানো হয়েছে।
   বিঃদ্রঃ বইয়ের উত্তরমালায় এ প্রশ্নের উত্তর দেওয়া নেই।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

8. ৪৬৮

   তাড়িতচৌম্বক আবেশ ও পরিবর্তী প্রবাহ ইসহাক স্যার

   আবেশহীন কুণ্ডলীর কাজ কী?

   • ক বর্তনীর মূল প্রবাহকে বাধা দেওয়া
   • খ প্রবাহের বিপরীতে একটি তড়িচ্চালক বল উৎপন্ন করে
   • গ নিট চৌম্বক ফ্লাক্সের কোনো পরিবর্তন ঘটায় না
   • ঘ বর্তনীর রোধের মান বৃদ্ধি করে
   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: গ) নিট চৌম্বক ফ্লাক্সের কোনো পরিবর্তন ঘটায় না

   আবেশহীন কুণ্ডলী (non-inductive coil) বিশেষভাবে এমনভাবে প্যাঁচানো হয় (যেমন তারকে দ্বিগুণ করে উল্টোদিকে ভাঁজ করে পেঁচিয়ে) যাতে পাশাপাশি প্যাঁচের চৌম্বক ক্ষেত্র পরস্পর বিপরীতমুখী হয়ে একে অপরকে বাতিল করে দেয়। ফলে প্রবাহ পরিবর্তিত হলেও কুণ্ডলীর সাথে যুক্ত নিট চৌম্বক ফ্লাক্সের কোনো পরিবর্তন ঘটে না, তাই কোনো স্ব-আবিষ্ট emf উৎপন্ন হয় না (স্বকীয় আবেশ গুণাঙ্ক প্রায় শূন্য)। এই বৈশিষ্ট্যের কারণেই একে রোধ বাক্স বা মাপনযন্ত্রে ব্যবহার করা হয়, যেখানে অবাঞ্ছিত স্ব-আবেশ এড়ানো প্রয়োজন।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

9. ৪৬৯

   তাড়িতচৌম্বক আবেশ ও পরিবর্তী প্রবাহ ইসহাক স্যার

   2 mH বিশিষ্ট স্বকীয় আবেশের কোনো কুণ্ডলীর t সময়ের প্রবাহমাত্রা, I = t²e^−t হলে কত সময়ে তড়িচ্চালক শক্তি শূন্য হবে?

   • ক 1 sec
   • খ 2 sec
   • গ 3 sec
   • ঘ 4 sec
   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: খ) 2 sec

   কুণ্ডলীতে আবিষ্ট তড়িচ্চালক বল ε = −LdIdt। প্রদত্ত I = t²e^−t।
   dIdt = 2t·e^−t − t²·e^−t = e^−t·t(2 − t)
   তড়িচ্চালক শক্তি শূন্য হলে dIdt = 0, অর্থাৎ t(2 − t) = 0
   ∴ t = 0 অথবা t = 2 s। t = 0 প্রারম্ভিক (তুচ্ছ) অবস্থা, তাই উত্তর t = 2 sec।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

10. ৪৭০

    তাড়িতচৌম্বক আবেশ ও পরিবর্তী প্রবাহ ইসহাক স্যার

    কোনো আবদ্ধ কুণ্ডলীতে তড়িচ্চালক বল

    • ক চৌম্বক ফ্লাক্সের পরিবর্তনের হারের ঋণাত্মক মানের সমানুপাতিক
    • খ চৌম্বক ফ্লাক্সের পরিবর্তনের হারের ঋণাত্মক মানের আনুপাতিক
    • গ চৌম্বক ফ্লাক্সের ঋণাত্মক মানের সমানুপাতিক
    • ঘ চৌম্বক ফ্লাক্সের ঋণাত্মক মানের ব্যস্তানুপাতিক
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: ক) চৌম্বক ফ্লাক্সের পরিবর্তনের হারের ঋণাত্মক মানের সমানুপাতিক

    ফ্যারাডের সূত্র ও লেঞ্জের সূত্রের সমন্বিত রূপ হলো ε = −N(dΦdt), অর্থাৎ আবদ্ধ কুণ্ডলীতে আবিষ্ট তড়িচ্চালক বল সর্বদা চৌম্বক ফ্লাক্সের পরিবর্তনের হার (dΦdt)-এর ঋণাত্মক মানের সমানুপাতিক -- ঋণাত্মক চিহ্নটি লেঞ্জের সূত্রকে নির্দেশ করে, যা বলে আবিষ্ট emf সর্বদা ফ্লাক্স পরিবর্তনের কারণকে বাধা দেওয়ার দিকে কাজ করে।

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

11. ৪৭১

    তাড়িতচৌম্বক আবেশ ও পরিবর্তী প্রবাহ ইসহাক স্যার

    উপরের O বিন্দুতে দিক পরিবর্তী প্রবাহের সময়

    • ক T4
    • খ 3T4
    • গ 5T4
    • ঘ 7T4
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: গ) 5T4

    বইয়ের সংকেত অনুযায়ী, O বিন্দুতে পৌঁছাতে প্রবাহটি একটি পূর্ণ চক্র (সময় T) সম্পন্ন করে আরও এক-চতুর্থাংশ চক্র (T4) অতিক্রম করে।
    ∴ সময় = T + T4 = 5T4

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

12. ৪৭২

    তাড়িতচৌম্বক আবেশ ও পরিবর্তী প্রবাহ ইসহাক স্যার

    E = 5 sin 50πt volt এর কার্যকরী তড়িচ্চালক বলের গড় বর্গমূল মান?

    • ক 25 V
    • খ 52 V
    • গ 25 V
    • ঘ 52 V
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: খ) 52 V

    E = 5 sin(50πt) V কে E = E₀ sin(ωt) এর সাথে তুলনা করে পাই E₀ = 5 V। rms (মূল গড় বর্গ) মান E_rms = E₀2 = 52 V।

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

13. ৪৭৩

    তাড়িতচৌম্বক আবেশ ও পরিবর্তী প্রবাহ ইসহাক স্যার

    কোনো AC প্রবাহের অর্ধ চক্রের জন্য প্রবাহের গড় মান 1.6 A হলে প্রবাহের শীর্ষ মান কত?

    • ক 1.6 A
    • খ 2.512 A
    • গ 1.3 A
    • ঘ 12 A
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: খ) 2.512 A

    অর্ধচক্রের গড় মান I_avg = (2π)I₀। প্রদত্ত I_avg = 1.6 A, তাই I₀ = I_avg × π2 = 1.6 × 3.14162 = 1.6 × 1.5708 ≈ 2.513 A ≈ 2.512 A (বিকল্প খ-এর সাথে মিলে)।

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

অন্যান্য অধ্যায়

সব অধ্যায় দেখো →