সৃজনশীলঃ ‘…’ দিনাজপুর বোর্ড ২০২৩ – চলতড়িৎ, পদার্থবিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র (এইচএসসি)

গ্যালভানোমিটার বা সূস্থ ও সুবেদী বৈদ্যুতিক যন্ত্রের মধ্য দিয়ে যাতে উচ্চমাত্রার বিদ্যুৎ প্রবাহিত ন হতে পারে তার জন্য যন্ত্রের সাথে সমন্তরালে স্বল্প মানের যে রোধ যুক্ত করা হয় তাকে শান্ট বলে।

  শান্ট মূল বর্তনীর সাথে সমান্তরালে এবং মানে অল্প রোধের হওয়ায় মূল বিন্দুতে প্রবাহের সামান্য অংশ যন্ত্রের মধ্য দিয়ে যাবে। ফলে অতিরিক্ত বিদ্যুৎ প্রবাহ হতে সংবেদনশীল যন্ত্রগুলো রক্ষা পায়। তাই, সংবেদনশীল যন্ত্রে শান্টের ব্যবহার জরুরি।

চাবি K খোলা অবস্থায়, 

     বর্তনীর তড়িতচালক শক্তি, E = 12 V

     বর্তনীর রোধ, R₁ =3 Ω

     বাল্বের রোধ, R₂ = 4 Ω

R₁ এবং R2 শ্রেনিতে সংযুক্ত।

  ∴ তুল্যরোধ, Rs = R₁ + R₂

         = (3 + 4) Ω

         = 7 Ω

∴ তড়িৎ প্রবাহ,

$\begin{array}{cc}I& =\frac{V}{R}\\ & =\frac{E}{R_S}\\ & =\frac{12V}{7\Omega }\\ & =\frac{12}{7}A\end{array}$

∴ 3 Ω রোধের জন্য বিভব পার্থক্য,

$\begin{array}{cc}V& ={\mathrm{IR}}_1\\ & =(\frac{12}{7}\times 3)V\\ & =5.14V\end{array}$

∴ চাবি K খোলা অবস্থায় 3 Ω রোধের দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্য 5.14 V

Answer.

আমরা জানি, 

যে বাল্বের ক্ষমতা বেশী সেটি বেশি তাপশক্তি উৎপন্ন করবে।

চাবি K অন/অফ অবস্থায়, 

  বর্তনীর তাড়িচ্চালক শক্তি, E = 12 V

  ১ম বাল্বের রোধ, R₁ = 4 Ω 

  ২য় বাল্বের রোধ, R₂ = 2 Ω

  বর্তনীর রোধ, R₃ = 3 Ω

এখানে, R₁, R₂ সমান্তরাল সমবায়ে যুক্ত।

$\begin{array}{cc}\therefore R_P& =\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}\\ & =(\frac{1}{4}+\frac{1}{2})\Omega \\ & =\frac{3}{4}\Omega \end{array}$

∴তুল্যরোধ, $R_P=\frac{4}{3}\Omega$

আবার, R_P এবং R₃ শ্রেণি সমবায়ে যুক্ত। 

$\begin{array}{cc}\therefore R_3& =R_P+R_3\\ & =(\frac{4}{3}+3)\Omega \\ & =\frac{13}{3}\Omega \end{array}$

∴ বর্তনীর তড়িৎ প্রবাহ, 

$\begin{array}{cc}I& =\frac{E}{R_3}\\ & =\frac{12}{\frac{13}{3}}A\\ & =2.77A\end{array}$

R₁ ও R₂ রোধের দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্য,

$\begin{array}{cc}V=I{R}_P& =(2.77\times \frac{4}{3})V\\ & =3.69V\end{array}$

১ম বাল্বের ক্ষমতা,  

$\begin{array}{cc}{P}_1=\frac{V^2}{R_1}& =\frac{(3.69{)}^2}{4}W\\ & =3.4W\end{array}$

২য় বাল্বের ক্ষমতা, 

$\begin{array}{cc}{P}_2=\frac{V^2}{R_2}& =\frac{(3.69{)}^2}{2}W\\ & =6.8W\end{array}$

∵ P₂ > P₁

∴ চাবি K অন অবস্থায় বর্তনীর 2 Ω রোধযুক্ত বাল্বটি বেশি তাপশক্তি উৎপন্ন করবে। 

Answer.