সৃজনশীলঃ ‘…’ বরিশাল বোর্ড ২০১৭ – চলতড়িৎ, পদার্থবিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র (এইচএসসি)

তড়িৎ প্রবাহের ফলে তড়িৎ বর্তনীতে যে তাপের উদ্ভব হয় তার কারণ ইলেকট্রন মতবাদের সাহায্যে ব্যাখ্যা করা যায়। তড়িৎ পরিবাহকে বেশ কিছু সংখ্যক মুক্ত ইলেকট্রন থাকে। পরিবাহকের দুই বিন্দুর মধ্যে বিভব পার্থক্য সৃষ্টি হলে মুক্ত ইলেকট্রনগুলো আন্তঃআণবিক স্থানের মধ্যদিয়ে পরিবাহকের নিম্ন বিভব বিশিষ্ট বিন্দু থেকে উচ্চ বিভব বিশিষ্ট বিন্দুর দিকে চলতে থাকে, ফলে তড়িৎ প্রবাহের সৃষ্টি হয়। এই ইলেকট্রনগুলো চলার সময় পরিবাহকের পরমাণুর সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয় এবং ইলেকট্রনের গতিশক্তি পরমাণুতে সঞ্চালিত হয় এবং পরমাণুর গতিশক্তি আরো বৃদ্ধি পায়। এই বর্ধিত গতিশক্তি তাপে রূপান্তরিত হয় এবং পরিবাহকের তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়। এ জন্য তড়িৎ প্রবাহের ফলে বর্তনীতে তাপের উদ্ভব হয়।

দেওয়া আছে,

তড়িৎ কোষের তড়িচ্চালক শক্তি, E = 26V
বের করতে হবে, A ও B বিন্দুর মধ্যে বিভব পার্থক্য, $V=$ ?
চিত্রানুসারে, $R_3$ ও $R_4$ সমান্তরাল সমবায়ে যুক্ত হর়ে $R_1,R_2$ ও $R_5$ এর সাথে শ্রেণি সমবায় গঠন করে। $R_3$ ও $R_4$ এর সমান্তরাল সমবায়ের তুল্য রোধ, $\begin{array}{cc}{R}_p={(\frac{1}{R_3}+\frac{1}{R_4})}^{-1}& ={(\frac{1}{2000}+\frac{1}{3000})}^{-1}\\ & =12000\end{array}$$=1200\Omega$

$\therefore$ বর্তনীর মোট তুল্য রোধ, $R_s=R_1+R_2+R_p+R_5$
$=270+1000+1200+1000$
$=3470\Omega$

$\therefore$ বর্তনীর মোট প্রবাহ, $I=\frac{26}{3470}A$
$\therefore$ A ও B বিন্দুর মধ্যবর্তী বিভব পার্থক্য,
$V_{\mathrm{AB}}=I(R_1+R_2)$
$=\frac{26}{3470}\times (270+1000)V=9.515V\text{ (Ans.) }$

বর্তনীর A ও B বিন্দুর মধ্য্য একটি রোধহীন তার লাগালে নিম্নরূপ বর্তনী পাওয়া যায়-

পরিবর্তীত বর্তনীর তূল্য রোধ, $R_T=(R_3\Vert R_4)+R_5$
$=\left\{{(\frac{1}{R_3}+\frac{1}{R_4})}^{-1}\right\}+R_5$
$=1200+1000$
$=2200\Omega$

$\therefore$ বর্তনীর মোট প্রবাহ, $I=\frac{E}{R_T}$
$=\frac{26}{2200}$
$=0.0118A$
$=11.8\mathrm{mA}$