সৃজনশীলঃ ‘…’ ময়মনসিংহ বোর্ড ২০২৪ – চল বিদ্যুৎ, পদার্থবিজ্ঞান (এসএসসি)

কোনো এলাকায় বিদ্যুতের চাহিদা যদি উৎপাদন থেকে বেশি হয় তাহলে গ্রিড সেখানে প্রয়োজনীয় বিদ্যুৎ সরবরাহ করতে পারে না। তখন সাবস্টেশনগুলো এক এলাকার বিদ্যুৎ সরবরাহ করার জন্য অন্য একটি এলাকায় বিদ্যুৎ সরবরাহ বন্ধ রাখতে বাধ্য হয়। একে লোডশেডিং বলে।
লোডশেডিং এর অন্যতম প্রধান কারণ বিদ্যুতের অপচয় বা তড়িতের সিস্টেম লস। কারণ বৈদ্যুতিক তারে বিদ্যুৎ পাঠানোর সময় তারের রোধের জন্য ($I^{2}R$ পরিমাণ তাপ) লস হয় যাকে সিস্টেম লস বলে। এর জন্য বৈদ্যুতিক তারে বিদ্যুতের অপচয় হয়। এই অপচয় বা সিস্টেম লস কমানোর জন্য উচ্চ ভোল্টেজ বিদ্যুৎ পাঠানো হয়। এই অপচয় কম হলে লোডশেডিংও কম হবে।

এখানে,

$R_1=R_2=2\Omega$
$R_3=R_4=3\Omega$

বর্তনীতে $R_3$ ও $R_4$ সমান্তরালে যুক্ত। এদের তুল্যরোধ $R_P$ হলে,

$\begin{array}{cc}& \frac{1}{R_P}=\frac{1}{R_3}+\frac{1}{R_4}=\frac{1}{3}+\frac{1}{3}=\frac{2}{3}\\ & \therefore R_P=\frac{3}{2}=1.5\Omega \end{array}$

এখন $R_1,R_2$ ও $R_P$ বর্তনীতে শ্রেণি সমবায়ে যুক্ত,

∴ বর্তনীর তুল্যরোধ,

$R_{\mathrm{eq}}=R_1+R_2+R_P=(2+2+1.5)=5.5\Omega \text{ (Ans.) }$

ভূসংযোগের পূর্বে:

‘গ’ থেকে পাই, বর্তনীর তুল্যরোধ

$R_{\mathrm{eq}}=5.5\Omega$

∴ বর্তনীর প্রবাহ, $I=\frac{E}{R_{\mathrm{eq}}}=\frac{6}{5.5}=1.09A$
$\therefore A$ বিন্দুর বিভব $V_A=6V$
AB অংশের বিভব পার্থক্য, $V_{\mathrm{AB}}={\mathrm{IR}}_1=1.09\times 2=2.18V$
$\therefore B$ বিন্দুর বিভব, $V_B==V_A-V_{\mathrm{AB}}=6-2.18=3.82V$
BD অংশের রোধ, $R_{\mathrm{BD}}=(2+1.5)=3.5\Omega$
[ ∵ (গ) থেকে পাই, $R_3$ ও $R_4$ এর তুল্যরোধ, $R_P=1.5\Omega$ ]
$\therefore \mathrm{BD}$ অংশের বিভব পার্থক্য, $V_{\mathrm{BD}}={\mathrm{IR}}_{\mathrm{BD}}=1.09\times 3.5=3.82V$
$\therefore D$ বিন্দুর বিভব, $V_D=V_B-V_{\mathrm{BD}}=(3.82-3.82)V=0V$

ভূসংযোগের পর :

C বিন্দুতে ভূ-সংযোগ করলে C বিন্দুর বিভব, $V_C^{\prime }=0V$ বর্তনীর প্রবাহ $I=1.09A$ হলে,
BC অংশের বিভব পার্থক্য $V^{\prime }{}_{\mathrm{BC}}={\mathrm{IR}}_2=1.09\times 2=2.18V$
$\therefore B$ বিন্দুর বিভব $V_B^{\prime }$ হলে, $V_{\mathrm{BC}}^{\prime }=V_B^{\prime }-V_C^{\prime }$
বা, $2.18=V_B^{\prime }-0$
$\therefore V_B^{\prime }=2.18V$
CD অংশের বিভব পার্থক্য $V_{\mathrm{CD}}^{\prime }={\mathrm{IR}}_P=1.09\times 1.5=1.635V$
$\therefore D$ বিন্দুর বিভব $V_{\mathrm{CD}}^{\prime }=V_C^{\prime }-V_D^{\prime }$
বা, $1.635=0-V_D^{\prime }$
$\therefore V_D^{\prime }=-1.635V$
দেখা যাচ্ছে, $V_B^{\prime }<V_B$ এবং $V_D^{\prime }<V_D$
∴ ভূসংযোগের পর B ও D উভয় বিন্দুর বিভব হ্রাস পাবে।
$B$ বিন্দুর বিভব কমে $\Delta A_B=V_B-V_B^{\prime }=(3.82-2.18)V=1.64V$
D বিন্দুর বিভব কমে, $\Delta V_D=V_D-V_D^{\prime }=0-(-1.635)=1.635V$