সৃজনশীলঃ ‘চিত্রে ABCD একটি…’ যশোর বোর্ড ২০১৭ – তড়িৎ প্রবাহের চুম্বকক্রিয়া, পদার্থবিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র (এইচএসসি)

তাড়িত চৌম্বক আবেশের উপর ভিত্তি করে ট্রান্সফরমার তৈরি করা হয়। ট্রান্সফরমার কেবল এ.সি. লাইনে ব্যবহার করা হয়। কারণ ট্রান্সফরমার ডি.সি. লাইনে কাজ করে না। মুখ্য কুণ্ডলীতে ডি.সি. ভোল্টেজ বা প্রবাহ প্রয়োগ করলে ট্রান্সফরমারের মজ্জার মধ্য দিয়ে ধ্রুবমানের চৌম্বক ফ্লাক্স গমন করে। এ ধ্রুবমানের চৌম্বক ফ্লাক্স গৌণ কুণ্ডলীতে কোনো তড়িচ্চালক বল আবিষ্ট করতে পারে না। ফলে ইনপুট ডি.সি. ভোল্টেজের মান যাই হোক না কেন, আউটপুট গৌণ কুন্ডলীর ভোল্টেজ সর্বদাই শূন্য হয়। তাই ট্রান্সফরমার ডিসি প্রবাহে কাজ করে না।

এখানে, পাকসংখ্যা, $N=100$; তড়িৎ প্রবাহ, $I=1A$
দৈর্ঘ্য, $l=15\mathrm{cm}=15\times {10}^{-2}m$; প্রস্থ, $b=10\mathrm{cm}=10\times {10}^{-2}m$
$\therefore$ ক্ষেত্রফল, $A=lb=15\times {10}^{-2}\times 10\times {10}^{-2}{m}^2=150\times {10}^{-4}{m}^2$
চৌম্বক ভ্রামক, $M=$ ?
আমরা জানি, $M=\mathrm{NIA}=100\times 1A\times 150\times {10}^{-4}{m}^2=1.5{\mathrm{Am}}^2$
নির্ণেয় চৌম্বক ভ্রামক $1.5{\mathrm{Am}}^2$ ।

এখানে, পাকসংখ্যা, $N=100$

প্রযুক্ত চৌম্বক ক্ষেত্র, $B=1.5\times {10}^{-2}T$
ক্ষেত্রফল, $A=150\times {10}^{-4}{m}^2$ [গ নং থেকে প্রাপ্ত]
তড়িৎ প্রবাহ, $I=1A$

আমরা জানি, টর্ক, $\tau =\mathrm{NIAB}\sin \theta$
এখন, AB ও DC চৌম্বকক্ষেত্রের সাথে $0^{\circ }$ কোণে অবস্থানরত
$\begin{array}{cc}\therefore {\tau }_{CD}& ={\tau }_{AB}=\text{ NIAB }\sin 0^{\circ }\\ & =100\times 1A\times 150\times {10}^{-4}{m}^2\times 1.5\times {10}^{-2}T\times \sin 0^{\circ }\\ & =0\mathrm{Nm}\end{array}$

আবার, AD ও BC চৌম্বকক্ষেত্রের সাথে ${90}^{\circ }$ কোণে অবস্থানরত
$\therefore {\tau }_{AD}={\tau }_{BC}=\text{ NIAB }\sin {90}^{\circ }$
$=100\times 1A\times 150\times {10}^{-4}{m}^2\times 1.5\times {10}^{-2}T\times 1$
$=0.0225\mathrm{Nm}$

$\therefore$ আয়তাকার কুণ্ডলীর জন্য টর্কের মান $\tau =0.225\mathrm{Nm}$

আবার, কুণ্ডলীটিকে বৃত্তাকার করা হলে, যদি তার প্রতি পাকের ব্যাসার্ধ r হয় তাহলে,
$2\pi r=2(0.15+0.1)$

বা, $r=\frac{0.5}{2\pi }=\frac{1}{4\pi }$

$\therefore$ ক্ষেত্রফল, $A_1=\pi r^2=\pi \times {\left(\frac{1}{4\pi }\right)}^2=\frac{1}{16\pi }{m}^2$
এক্ষেত্রে, টক, ${\tau }_1=$ NIA ${}_{1}B\sin {90}^{\circ }$
$=100\times 1A\times \frac{1}{16\pi }{m}^2\times 1.5\times {10}^{-2}T\times 1$
$=0.0298\mathrm{Nm}$

$\therefore$ টর্কের মান বৃদ্ধি পাবে $=(0.0298-0.0225)\mathrm{Nm}$
$=0.0073\mathrm{Nm}$