সৃজনশীলঃ ‘…’ চট্টগ্রাম বোর্ড ২০২৫ – চল বিদ্যুৎ, পদার্থবিজ্ঞান (এসএসসি)

বাতি ও পাখা ব্যবহার করে যথাক্রমে বৈদ্যুতিক শক্তিকে আলোক শক্তি ও যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করা হয়। এসকল বৈদ্যুতিক যন্ত্রের ক্ষমতা সাধারণত 100 W এর মধ্যে সীমাবদ্ধ। ফলে, এসকল যন্ত্রে ব্যবহৃত তারের মধ্য দিয়ে স্বল্প পরিমাণে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয়। অন্যথায় তারগুলো অধিক তাপে গলে গিয়ে বৈদ্যুতিক সংযোগ বিচ্ছিন্ন করে ফেলতে পারে। তাছাড়া বৈদ্যুতিক বাতি ও পাখায় যথাক্রমে টাংস্টেন ও তামার তার ব্যবহার করা হয়। এদের আপেক্ষিক রোধ কম। সুতরাং, চিকন তার ব্যবহার করার কারণে এসকল যন্ত্রে বিদ্যুৎ প্রবাহের পরিমাণ কম থাকে। এছাড়াও, এসকল ধাতু দিয়ে তৈরি তারের মূল্য বেশি। তাই, চিকন তার ব্যবহার করলে এসকল যন্ত্র ব্যবহার উপযোগিতা পাশাপাশি সাশ্রয়ীও হয়।

উদ্দীপকের বর্তনী হতে দেখা যায় রোধ দুটি সমান্তরাল সমবায়ে আছে এবং তুল্যরোধ $R_p$ হলে,

এখানে,

তড়িৎ প্রবাহ, I = 0.5.A

$\frac{1}{R_p}=\frac{1}{56\Omega }+\frac{1}{14\Omega }$

বা, $\frac{1}{R_p}=\frac{1+4}{56\Omega }$

বা, $\frac{1}{R_p}=\frac{5}{56\Omega }$

$\therefore R_p=\frac{56}{5}\Omega$

আবার, তড়িচ্চালক শক্তি, $E={\mathrm{IR}}_P$

বা, $E=0.5\times \frac{56}{5}$

$\therefore E=5.6V$

সুতরাং, উদ্দীপকের ১নং বর্তনীতে ব্যবহৃত কোষের তড়িচ্চালক শক্তি 5.6 V। 

উদ্দীপকের বর্তনীতে $R_1$ ও $R_2$ রোধ শ্রেণি সমবায়ের এবং এদের সাথে $R_3$ সমান্তরাল সমবায়ে রয়েছে।

শ্রেণি সমবায়ে তুল্য রোধ:

এখানে,

রোধ, $R_1=15\Omega$

রোধ, $R_2=25\Omega$

তুল্য রোধ, $R_S=$ ?

আমরা জানি, 

$R_S=R_1+R_2$ 

বা, $R_S=15\Omega +25\Omega$

$\therefore R_S=40\Omega$

সমান্তরাল সমবায়ে তুল্য রোধ:

এখানে,

রোধ, $R_S=40\Omega$

রোধ, $R_3=10\Omega$

তুল্য রোধ, $R_p=$ ?

$\frac{1}{R_p}=\frac{1}{R_S}+\frac{1}{R_3}$

বা, $\frac{1}{R_p}=\frac{1}{40\Omega }+\frac{1}{10\Omega }$

বা, $\frac{1}{R_p}=\frac{1+4}{40\Omega }$

বা, $\frac{1}{R_p}=\frac{5}{40\Omega }$

বা, $R_p=\frac{40}{5}\Omega$

$\therefore R_p=8\Omega$

এখানে,

রোধ, $R_p=8\Omega$

রোধ, $R_4=7\Omega$

বর্তনীর তুল্য রোধ, $R=$ ?

বর্তনীর তুল্যরোধ, $R=R_p+R_4$

বা, $R=8\Omega +7\Omega$

$\therefore R=15\Omega$

মূল তড়িৎ প্রবাহ:

এখানে,

তড়িচ্চালক শক্তি, $V=48V$

তুল্য রোধ, $R=15\Omega$

মূল তড়িৎ প্রবাহ, $I=$ ?

আমরা জানি, 

$I=\frac{V}{R}$

বা, $I=\frac{48}{15}A$

$\therefore I=3.2A$

$R_4$ রোধের প্রান্তে বিভব পার্থক্য:

বর্তনীর মোট প্রবাহ I ও $A_2$ এর মধ্যে দিয়ে তড়িৎ প্রবাহ একই।

এখানে,

তড়িৎ প্রবাহ, $I=I_2=3.2A$

রোধ, $R_4=7\Omega$

বিভব পার্থক্য, $V_2=$ ?

$\begin{array}{cc}{V}_2& =I_2{R}_4\\ & =3.2\times 7V\\ & =22.4V\end{array}$

বর্তনীর পরবর্তী অংশ:

$V_1=V-V_2$

বা, $V_1=48V-22.4V$

$\therefore V_1=25.6V$

$I_1=\frac{V_1}{R_S}$

বা, $I_1=\frac{25.6}{40}A$

$\therefore I_1=0.64A$

বর্তনীর তড়িৎ প্রবাহ $I_1$ বর্তনীর $A_1$ অ্যামিটারের মধ্যে দিয়ে প্রবাহিত হয়।

সুতরাং, $A_2$ ও $A_1$ অ্যামিটারের পাঠের অনুপাত $=\frac{I_2}{I_1}$

$=\frac{3.2}{0.64}$

$=5$

অতএব, উদ্দীপকের বর্তনী-২ এ অ্যামিটার দুটির প্রবাহমাত্রা একটি অপরটির 5 গুণ।