PhysicsVerse ভার্সিটি স্পেশাল — পদার্থবিজ্ঞান প্রশ্ন ও সমাধান
PhysicsVerse ভার্সিটি স্পেশাল ভর্তি পরীক্ষার পদার্থবিজ্ঞান অংশ থেকে ২১০৬টি প্রশ্ন, প্রতিটির সঠিক উত্তর আর পূর্ণ ব্যাখ্যাসহ।
২১০৬ প্রশ্ন
পাতা ১০৩/১০৬
-
২০৪১
একটি ডায়োডে সম্মুখ ভোল্টেজ 0.8 V-এ প্রবাহ 40 mA। স্থির রোধ কত?
- ক 32 Ω
- খ 50 Ω
- গ 5 Ω
- ঘ 20 Ω
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 20 Ω
R = VI = 0.80.04 = 20 Ω
একই ডায়োডে অন্য বিন্দুতে স্থির রোধ ভিন্ন হবে — যেমন 0.7 V-এ 10 mA হলে সেখানে 70 Ω।
প্রবাহ বাড়ার সাথে স্থির রোধ কমতে থাকে, কারণ V–I বক্ররেখা খাড়া হয়ে ওঠে। -
২০৪২
ডায়োডকে কেন "একমুখী পরিবাহী" বলা হয়?
- ক সম্মুখ ঝোঁকে সহজে প্রবাহ চলে, বিমুখ ঝোঁকে প্রায় চলেই না
- খ ডায়োডে সবসময় একই প্রবাহ চলে
- গ ডায়োডে কেবল ইলেকট্রন চলে
- ঘ ডায়োড কেবল DC-তে কাজ করে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) সম্মুখ ঝোঁকে সহজে প্রবাহ চলে, বিমুখ ঝোঁকে প্রায় চলেই না
সম্মুখ রোধ কয়েক ওহম, বিমুখ রোধ কয়েক মেগাওহম ⟹ অনুপাত প্রায় 106 : 1
⟹ কার্যত এক দিকেই প্রবাহ চলে
এই ধর্মেই AC-কে DC-তে রূপান্তর (একমুখীকরণ) করা যায় — ডায়োড কেবল অর্ধচক্রেই প্রবাহ পাঠায়।
ডায়োড AC-তেও কাজ করে; বরং AC-তেই তার মূল ব্যবহার। -
২০৪৩
একটি ডায়োডের V–I লেখচিত্রে সম্মুখ অঞ্চলের একটি অংশে ভোল্টেজ 0.72 V থেকে 0.78 V বাড়লে প্রবাহ 15 mA থেকে 45 mA হয়। ঐ অঞ্চলে গতিশীল রোধ কত?
- ক 4 Ω
- খ 2 Ω
- গ 20 Ω
- ঘ 17.3 Ω
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 2 Ω
rd = ΔVΔI = 0.78 − 0.72(45 − 15) × 10−3
= 0.060.03 = 2 Ω
একই ডায়োডে আগের অঞ্চলে গতিশীল রোধ ছিল 5 Ω — প্রবাহ বাড়ার সাথে গতিশীল রোধ কমে যায়।
সূচকীয় সম্পর্ক থেকে rd ≈ 26 mVI (mA) — 30 mA-এর কাছে যা প্রায় 0.9 Ω, একই পর্যায়ের মান। -
২০৪৪
একটি ডায়োডের সম্মুখ ও বিমুখ রোধের অনুপাত ভালো হওয়ার অর্থ কী?
- ক ডায়োডটি ভালো একমুখীকারক, কারণ অনুপাত যত বেশি ততই এক দিকে প্রবাহ সীমাবদ্ধ
- খ ডায়োডটি নষ্ট
- গ ডায়োডটি ওহমীয়
- ঘ ডায়োডটি কেবল উচ্চ ভোল্টেজে কাজ করে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) ডায়োডটি ভালো একমুখীকারক, কারণ অনুপাত যত বেশি ততই এক দিকে প্রবাহ সীমাবদ্ধ
আদর্শ ডায়োডে অনুপাত অসীম (সম্মুখ রোধ 0, বিমুখ রোধ ∞)।
বাস্তবে সিলিকনে এই অনুপাত জার্মেনিয়ামের চেয়ে অনেক ভালো, কারণ সিলিকনের লিকেজ প্রবাহ কম।
অনুপাত কমে গেলে বিমুখ চক্রেও কিছু প্রবাহ চলে ⟹ একমুখীকরণ অসম্পূর্ণ ⟹ আউটপুটে বেশি রিপল।
তাপমাত্রা বাড়লে লিকেজ বাড়ে ⟹ অনুপাত খারাপ হয় ⟹ ডায়োডের কার্যকারিতা কমে। -
২০৪৫
ডায়োডের সর্বোচ্চ বিমুখ ভোল্টেজ (PIV) বলতে কী বোঝায়?
- ক ডায়োড চালু হওয়ার ন্যূনতম ভোল্টেজ
- খ ভাঙন না ঘটিয়ে ডায়োড যত বিমুখ ভোল্টেজ সহ্য করতে পারে
- গ সম্মুখ ঝোঁকে সর্বোচ্চ ভোল্টেজ
- ঘ ডায়োডের গড় ভোল্টেজ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) ভাঙন না ঘটিয়ে ডায়োড যত বিমুখ ভোল্টেজ সহ্য করতে পারে
PIV (Peak Inverse Voltage) হলো নিরাপত্তা সীমা — এর বেশি বিমুখ ভোল্টেজে ডায়োড ভেঙে নষ্ট হয়ে যেতে পারে।
একমুখীকারক নকশায় এটি গুরুত্বপূর্ণ: অর্ধতরঙ্গে ডায়োডকে সহ্য করতে হয় Vm, সেতু-সংযোগে Vm, কিন্তু কেন্দ্র-ট্যাপ পূর্ণতরঙ্গে 2Vm।
তাই একই ট্রান্সফরমারে সেতু-সংযোগে কম PIV-এর ডায়োড ব্যবহার করা যায় — এটিই সেতু-সংযোগের একটি বড় সুবিধা। -
২০৪৬
একটি অর্ধতরঙ্গ একমুখীকারকে ইনপুট কম্পাঙ্ক 50 Hz হলে আউটপুটের কম্পাঙ্ক কত?
- ক 50 Hz
- খ 100 Hz
- গ 25 Hz
- ঘ শূন্য
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 50 Hz
অর্ধতরঙ্গে ডায়োড কেবল একটি অর্ধচক্রেই প্রবাহ পাঠায় ⟹ প্রতি পূর্ণ চক্রে একটি স্পন্দ
⟹ আউটপুট কম্পাঙ্ক = ইনপুট কম্পাঙ্ক = 50 Hz
পূর্ণতরঙ্গে দুই অর্ধচক্রেই প্রবাহ চলে ⟹ প্রতি চক্রে দুটি স্পন্দ ⟹ 100 Hz
কম্পাঙ্ক বেশি হলে ফিল্টার করা সহজ — এটিই পূর্ণতরঙ্গের আরেকটি সুবিধা। -
২০৪৭
পূর্ণতরঙ্গ একমুখীকারকের সর্বোচ্চ তাত্ত্বিক দক্ষতা কত?
- ক 81.2 %
- খ 40.6 %
- গ 100 %
- ঘ 50 %
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 81.2 %
দক্ষতা = DC আউটপুট ক্ষমতাAC ইনপুট ক্ষমতা
• অর্ধতরঙ্গ — 40.6 % (অর্ধেক সময় কিছুই আসে না)
• পূর্ণতরঙ্গ — 81.2 % (ঠিক দ্বিগুণ)
বাকি অংশ হারায় রিপল (AC উপাংশ) হিসেবে — সেটিই ফিল্টার দিয়ে কমাতে হয়।
100 % কখনও সম্ভব নয়, কারণ একমুখীকৃত তরঙ্গ কখনও নিখুঁত সমতল DC হয় না। -
২০৪৮
একটি অর্ধতরঙ্গ একমুখীকারকে সর্বোচ্চ ভোল্টেজ 10 V হলে গড় (DC) আউটপুট ভোল্টেজ কত?
- ক 6.37 V
- খ 3.18 V
- গ 7.07 V
- ঘ 10 V
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 3.18 V
VDC = Vmπ = 103.14 = 3.18 V
পূর্ণতরঙ্গে হতো 2Vmπ = 6.37 V — ঠিক দ্বিগুণ।
7.07 V হলো rms মান (Vm2), গড় নয় — এই দুটি গুলিয়ে ফেলা সবচেয়ে সাধারণ ভুল। -
২০৪৯
একটি পূর্ণতরঙ্গ একমুখীকারকে সর্বোচ্চ ভোল্টেজ 20 V। গড় আউটপুট ভোল্টেজ কত?
- ক 12.7 V
- খ 6.37 V
- গ 14.1 V
- ঘ 20 V
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 12.7 V
VDC = 2Vmπ = 2 × 203.14 = 403.14 = 12.7 V
দুই অর্ধচক্রেই প্রবাহ চলে বলে গড় দ্বিগুণ হয়ে গেছে।
ফিল্টার ধারক যোগ করলে আউটপুট প্রায় Vm = 20 V-এর কাছে চলে যায় — কারণ ধারক শীর্ষ মান ধরে রাখে। -
২০৫০
একমুখীকারকে ফিল্টার হিসেবে ধারক ব্যবহার করা হয় কেন?
- ক ধারক চার্জ ধরে রেখে ভোল্টেজের ওঠানামা (রিপল) কমিয়ে দেয়
- খ ধারক প্রবাহ বাড়িয়ে দেয়
- গ ধারক কম্পাঙ্ক বাড়িয়ে দেয়
- ঘ ধারক ডায়োডকে রক্ষা করে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) ধারক চার্জ ধরে রেখে ভোল্টেজের ওঠানামা (রিপল) কমিয়ে দেয়
ভোল্টেজ শীর্ষে উঠলে ধারক চার্জ হয়; নামতে শুরু করলে সে ডিসচার্জ হয়ে লোডে প্রবাহ জোগাতে থাকে।
⟹ ভোল্টেজ বেশি নিচে নামতে পারে না ⟹ রিপল কমে, আউটপুট প্রায় সমতল DC
বড় C ও বড় লোড রোধ ⟹ সময় ধ্রুবক RC বড় ⟹ ধীর ডিসচার্জ ⟹ কম রিপল।
ধারক প্রবাহ বা কম্পাঙ্ক বাড়ায় না — কেবল শক্তি জমিয়ে রেখে ফাঁকটুকু ভরাট করে। -
২০৫১
রিপল ফ্যাক্টর কী নির্দেশ করে এবং ভালো একমুখীকারকে এর মান কেমন হওয়া উচিত?
- ক আউটপুটে DC ও AC উপাংশের অনুপাত; যত বেশি তত ভালো
- খ ইনপুট ও আউটপুট ক্ষমতার অনুপাত
- গ ডায়োডের সম্মুখ ও বিমুখ রোধের অনুপাত
- ঘ আউটপুটে AC ও DC উপাংশের অনুপাত; যত কম তত ভালো
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) আউটপুটে AC ও DC উপাংশের অনুপাত; যত কম তত ভালো
r = Vrms(AC)VDC
• অর্ধতরঙ্গ — r = 1.21
• পূর্ণতরঙ্গ — r = 0.48
অর্থাৎ অর্ধতরঙ্গে AC উপাংশ DC-র চেয়েও বেশি! তাই ফিল্টার ছাড়া তা প্রায় অব্যবহার্য।
ধারক ফিল্টার যোগ করলে r 0.01-এর নিচে নামানো যায়।
যত কম রিপল, আউটপুট তত বেশি ব্যাটারির মতো। -
২০৫২
কেন্দ্র-ট্যাপ পূর্ণতরঙ্গ ও সেতু (bridge) একমুখীকারকের মধ্যে প্রধান পার্থক্য কী?
- ক সেতুতে দুটি ডায়োড লাগে
- খ সেতুতে চারটি ডায়োড লাগে কিন্তু কেন্দ্র-ট্যাপ ট্রান্সফরমার লাগে না এবং PIV অর্ধেক
- গ কেন্দ্র-ট্যাপে দক্ষতা বেশি
- ঘ সেতুতে আউটপুট কম্পাঙ্ক অর্ধেক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) সেতুতে চারটি ডায়োড লাগে কিন্তু কেন্দ্র-ট্যাপ ট্রান্সফরমার লাগে না এবং PIV অর্ধেক
কেন্দ্র-ট্যাপ: 2টি ডায়োড, কিন্তু বিশেষ ট্রান্সফরমার লাগে; প্রতিটি ডায়োডকে সহ্য করতে হয় 2Vm
সেতু: 4টি ডায়োড, সাধারণ ট্রান্সফরমারই চলে; PIV মাত্র Vm
ডায়োড সস্তা, ট্রান্সফরমার দামি — তাই আধুনিক বিদ্যুৎ সরবরাহে প্রায় সবসময় সেতু সংযোগই ব্যবহৃত হয়।
দুটির দক্ষতা (81.2 %) ও আউটপুট কম্পাঙ্ক (100 Hz) একই। -
২০৫৩
একটি পূর্ণতরঙ্গ একমুখীকারকের ইনপুট 220 V (rms), 50 Hz। ট্রান্সফরমারের পাক অনুপাত 10 : 1 হলে আউটপুটের গড় DC ভোল্টেজ প্রায় কত?
- ক 22 V
- খ 14 V
- গ 19.8 V
- ঘ 31.1 V
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 19.8 V
গৌণে rms = 22010 = 22 V
শীর্ষ মান Vm = 222 ≈ 31.1 V
VDC = 2 × 31.13.14 ≈ 19.8 V
তিন ধাপ, তিন ফাঁদ: ① পাক অনুপাত ② rms → শীর্ষ (2 গুণ) ③ শীর্ষ → গড় (2π গুণ)।
কোনো এক ধাপ বাদ দিলেই 22 বা 31.1 V আসবে — দুটোই বিকল্পে আছে। -
২০৫৪
অর্ধতরঙ্গ একমুখীকারকের দক্ষতা পূর্ণতরঙ্গের অর্ধেক কেন?
- ক অর্ধতরঙ্গে ডায়োডের রোধ দ্বিগুণ
- খ অর্ধতরঙ্গে ভোল্টেজ অর্ধেক
- গ অর্ধতরঙ্গে ইনপুটের অর্ধেক চক্র সম্পূর্ণ অব্যবহৃত থেকে যায়
- ঘ অর্ধতরঙ্গে কম্পাঙ্ক দ্বিগুণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) অর্ধতরঙ্গে ইনপুটের অর্ধেক চক্র সম্পূর্ণ অব্যবহৃত থেকে যায়
অর্ধতরঙ্গে ডায়োড কেবল ধনাত্মক অর্ধচক্রেই চালু; ঋণাত্মক অর্ধচক্রে লোডে কিছুই যায় না।
⟹ গড় ভোল্টেজ অর্ধেক ⟹ DC ক্ষমতা 14 গুণ, কিন্তু ইনপুট AC ক্ষমতাও অর্ধেক ⟹ নিট দক্ষতা অর্ধেক
পূর্ণতরঙ্গে ঋণাত্মক অর্ধচক্রকেও উল্টে দিয়ে কাজে লাগানো হয় ⟹ কিছুই নষ্ট হয় না।
ডায়োডের রোধ বা ভোল্টেজ দুই ক্ষেত্রেই একই। -
২০৫৫
একমুখীকৃত আউটপুটে DC ও AC — কোন উপাংশ লোডে কাজে লাগে?
- ক AC উপাংশ কাজে লাগে
- খ দুটোই সমানভাবে কাজে লাগে
- গ কোনোটিই কাজে লাগে না
- ঘ DC উপাংশ কাজে লাগে, AC উপাংশ অবাঞ্ছিত রিপল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) DC উপাংশ কাজে লাগে, AC উপাংশ অবাঞ্ছিত রিপল
একমুখীকরণের উদ্দেশ্যই হলো সমতল DC পাওয়া — তাই DC উপাংশই কাঙ্ক্ষিত।
অবশিষ্ট AC উপাংশ (রিপল) অডিও যন্ত্রে গুঞ্জন (hum), রেডিওতে শব্দ ও ডিজিটাল বর্তনীতে ভুল সৃষ্টি করে।
তাই ফিল্টার (ধারক, চোক) দিয়ে AC উপাংশ যতটা সম্ভব কমানো হয়, এবং শেষে জেনার বা IC রেগুলেটর দিয়ে ভোল্টেজ স্থির রাখা হয়। -
২০৫৬
জেনার ডায়োড সাধারণ ডায়োড থেকে কীভাবে আলাদা?
- ক এটি সম্মুখ ঝোঁকে কাজ করে না
- খ এতে কোনো ডিপ্লেশন স্তর নেই
- গ এটি বিমুখ ভাঙন অঞ্চলে নিরাপদে কাজ করার জন্য বিশেষভাবে বেশি ডোপ করা হয়
- ঘ এটি কেবল AC-তে কাজ করে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) এটি বিমুখ ভাঙন অঞ্চলে নিরাপদে কাজ করার জন্য বিশেষভাবে বেশি ডোপ করা হয়
জেনার ডায়োডে দুই পাশই ভারীভাবে ডোপ করা ⟹ ডিপ্লেশন স্তর খুব সরু ⟹ কম ভোল্টেজেই প্রবল ক্ষেত্র ⟹ নির্দিষ্ট ভোল্টেজে ভাঙন।
সাধারণ ডায়োডে ভাঙন ধ্বংসাত্মক; জেনারে প্রবাহ সীমিত রাখলে ভাঙন উল্টানো যায় — ডায়োড নষ্ট হয় না।
ভাঙন অঞ্চলে ভোল্টেজ প্রায় স্থির থাকে যদিও প্রবাহ অনেক বদলায় — এই ধর্মেই ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ করা হয়।
সম্মুখ ঝোঁকে জেনার সাধারণ ডায়োডের মতোই আচরণ করে। -
২০৫৭
জেনার ডায়োডকে ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক হিসেবে কীভাবে যুক্ত করতে হয়?
- ক লোডের সাথে সমান্তরালে এবং বিমুখ ঝোঁকে
- খ লোডের সাথে শ্রেণিতে ও সম্মুখ ঝোঁকে
- গ লোডের সাথে সমান্তরালে ও সম্মুখ ঝোঁকে
- ঘ লোডের সাথে শ্রেণিতে ও বিমুখ ঝোঁকে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) লোডের সাথে সমান্তরালে এবং বিমুখ ঝোঁকে
জেনার লোডের সমান্তরালে বসে ⟹ লোডের দুই প্রান্তে ভোল্টেজ জেনার ভোল্টেজেই আটকে থাকে।
অবশ্যই বিমুখ ঝোঁকে, কারণ কাজটি ভাঙন অঞ্চলেই হয়।
সাথে একটি শ্রেণি রোধ লাগে বাড়তি ভোল্টেজ শুষে নিতে ও জেনার প্রবাহ সীমিত রাখতে — নইলে জেনার পুড়ে যাবে।
ইনপুট ভোল্টেজ বাড়লে জেনার বেশি প্রবাহ টেনে নেয়, কমলে কম — তাই লোড ভোল্টেজ স্থিরই থাকে। -
২০৫৮
একটি 6 V জেনার ডায়োড 10 V উৎস ও 200 Ω শ্রেণি রোধের সাথে যুক্ত। লোড না থাকলে জেনার দিয়ে কত প্রবাহ চলবে?
- ক 30 mA
- খ 50 mA
- গ 20 mA
- ঘ 10 mA
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 20 mA
শ্রেণি রোধে ভোল্টেজ = 10 − 6 = 4 V
I = 4200 = 0.02 A = 20 mA
লোড না থাকায় পুরো প্রবাহটাই জেনার দিয়ে যায়।
লোড যুক্ত করলে এই 20 mA লোড ও জেনারের মধ্যে ভাগ হবে; জেনার তখন কম প্রবাহ নেবে — কিন্তু ভোল্টেজ 6 V-ই থাকবে।
এই স্থির ভোল্টেজই নিয়ন্ত্রকের মূল কাজ। -
২০৫৯
একটি 5 V জেনার ডায়োডের সর্বোচ্চ ক্ষমতা রেটিং 500 mW। এর মধ্য দিয়ে সর্বোচ্চ কত প্রবাহ চালানো যাবে?
- ক 2.5 A
- খ 50 mA
- গ 100 mA
- ঘ 25 mA
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 100 mA
Imax = PVZ = 0.55 = 0.1 A = 100 mA
এর বেশি প্রবাহে জেনার অতিরিক্ত গরম হয়ে নষ্ট হয়ে যাবে।
এ কারণেই শ্রেণি রোধের মান এমনভাবে বাছতে হয় যেন সবচেয়ে খারাপ অবস্থাতেও (সর্বোচ্চ ইনপুট, লোড বিচ্ছিন্ন) জেনার প্রবাহ এই সীমা না ছাড়ায়। -
২০৬০
একটি 8 V জেনার 12 V উৎস ও 100 Ω শ্রেণি রোধসহ যুক্ত। লোড রোধ 400 Ω হলে জেনার দিয়ে কত প্রবাহ চলবে?
- ক 20 mA
- খ 40 mA
- গ 60 mA
- ঘ 10 mA
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 20 mA
জেনার লোডের সমান্তরালে ⟹ লোডে ভোল্টেজ = 8 V
লোড প্রবাহ = 8400 = 20 mA
শ্রেণি রোধে ভোল্টেজ = 12 − 8 = 4 V ⟹ মোট প্রবাহ = 4100 = 40 mA
জেনার প্রবাহ = 40 − 20 = 20 mA
লোড বেড়ে গেলে (রোধ কমলে) জেনার কম প্রবাহ নেবে; লোড 200 Ω হলে লোড প্রবাহই 40 mA হয়ে যেত ⟹ জেনার প্রবাহ শূন্য ⟹ নিয়ন্ত্রণ ভেঙে পড়ত। এটিই নকশার সীমা।
PhysicsVerse ভার্সিটি স্পেশাল ধাঁচে পরীক্ষা দাও
এই প্রতিষ্ঠানের প্রশ্ন দিয়েই এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।