সৃজনশীলঃ ‘চিত্রে একটি বৈদ্যুতিক…’ সিলেট বোর্ড ২০২১ – চলতড়িৎ, পদার্থবিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র (এইচএসসি)

গ্যালভানোমিটারের মধ্যদিয়ে অধিক পরিমাণ তড়িৎ প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করার জন্য গ্যালভানোমিটারের সমান্তরালে যে অল্প মানের রোধ যুক্ত করা হয় তাকে শান্ট বলে। গ্যালভানোমিটারের সাথে শান্ট যুক্ত করলে মূল তড়িৎ প্রবাহের বেশি অংশ শান্টের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হবে। বর্তনীর মূলপ্রবাহ একই থাকায়, গ্যালভানোমিটারের সমান্তরালে যুক্ত শান্টের রোধের মান যত কম হবে শান্টের মধ্য দিয়ে তত বেশি তড়িৎ প্রবাহিত হবে। ফলে গ্যালভানোমিটারের মধ্য দিয়ে কম তড়িৎ প্রবাহিত হবে। গ্যালভানোমিটারের মধ্য দিয়ে অধিক পরিমাণ তড়িৎপ্রবাহ না হওয়ায় গ্যালভানোমিটারটি সুরক্ষিত থাকবে।

উদ্দীপক অনুসারে, R₁ ও R₂ রোধদ্বয় সমান্তরাল সমবায় গঠন করে এবং R1, R2 এর সমবায় R3 এর সাথে শ্রেণিতে সংযুক্ত থাকে।

দেওয়া আছে, $R_1=3\Omega$

$R_2=6\Omega ,R_3=10\Omega$

তড়িচ্চালক বল, $E=6V$
বর্তনীর প্রবাহমাত্রা, $I=$ ?

$\therefore$ বর্তনীর তুল্যরোধ,

$\begin{array}{cc}{R}_{\mathrm{eq}}& =\{\left(R_1||R_2\right)+R_3\}\\ & ={(3^{-1}+6^{-1})}^{-1}+10\\ & =2+10\\ & =12\Omega \end{array}$

$\therefore$ বর্তনীর তড়িৎ প্রবাহ, $I=\frac{E}{R_{\mathrm{eq}}+r}$

$=\frac{6}{12+0}$ [অভ্যন্তরীণ রোধ, $r=0$ ধরে]

$=0.5A$ (Ans.)

যে রোধটি অপসারণ করলে বর্তনীর তুল্যরোধ সর্বোচ্চ হবে, সে রোধ অপসারণ করলে বর্তনীর প্রবাহমাত্রা সর্বনিম্ন হবে।

এখানে ,
রোধ, $R_1=40\Omega$

$\begin{array}{cc}& R_2=150\Omega \\ & R_3=100\Omega \end{array}$

বর্তনীর তড়িচ্চালক শক্তি,

$E=10V$

R₁ রোধ অপসারণ করলে R₂ ও R₃ রোধদ্বয় সমান্তরাল সংযোগে যুক্ত থাকবে এক্ষেত্রে তুল্যরোধ R, হলে

$\frac{1}{R_p}=\frac{1}{R_2}+\frac{1}{R_3}$

বা, $\frac{1}{R_p}=\frac{1}{150}+\frac{1}{100}$
বা, $\frac{1}{R_p}=\frac{1}{60}$
$\therefore R_p=60\Omega$

R₂ রোধ অপসারণ করলে, R₂ ও R₃  রোধদ্বয় শ্রেণি সংযোগে যুক্ত থাকে। মনে করি, এক্ষেত্রে তুল্যরোধ R_s1

$\therefore$ তুল্যরোধ, $R_{s_1}=R_1+R_3$

বা, $R_{s_1}=40+100$

$\therefore R_{s_1}=140\Omega$

আবার, R₃  রোধ অপসারণ করলে, R₁  ও R₂ রোধদ্বয় শ্রেণি সংযোগে যুক্ত থাকে। মনে করি, এক্ষেত্রে তুল্যরোধ Rs₂

$\therefore$ তুল্যরোধ, $R_{s_2}=R_1+R_2$
বা, $R_{s_2}=40+150$

$\therefore R_{s_2}=190\Omega$

যেহেতু R_s2 > R_s1 > R_p এবং তড়িৎ প্রবাহ রোধের ব্যস্তানুপাতিক, সুতরাং R₂, এর জন্য তড়িৎ প্রবাহ সর্বনিম্ন হবে।

এক্ষেত্রে বর্তনীর প্রবাহমাত্রা, $I_{\text{min }}=\frac{E}{R_{s_2}}$

বা, $I_{\text{min }}=\frac{10}{190}$

$\therefore I_{min}=0.0526A$

অতএব, R₃ , রোধটি অপসারণ করলে বর্তনীর প্রবাহমাত্রা সর্বনিম্ন হবে।