পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   তড়িৎ প্রবাহ চলার সম্পূর্ণ অবিচ্ছিন্ন পথকে তড়িৎ বর্তনী বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   নিরাপত্তা ফিউজ হিসেবে এমন উপাদান ব্যবহার করা হয় যার গলনাঙ্ক কম এবং নির্দিষ্ট সীমার অতিরিক্ত তড়িৎ প্রবাহ হলে তা সহজেই গলে গিয়ে বর্তনী বিচ্ছিন্ন করতে পারে।
   বিশুদ্ধ ধাতুর তারের গলনাঙ্ক সাধারণত বেশ উচ্চ হয়। তাই নিরাপত্তা ফিউজে বিশুদ্ধ ধাতুর তার ব্যবহার করলে বর্তনীতে মাত্রাতিরিক্ত প্রবাহ বা শর্ট-সার্কিট হলেও তারটি সহজে গলবে না। ফলে ফিউজ না কেটে বর্তনীতে সংযুক্ত মূল্যবান বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতি নষ্ট হয়ে যাবে এবং অগ্নিকাণ্ডের মারাত্মক ঝুঁকি তৈরি হবে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   দেওয়া আছে,
   প্রাথমিক তাপমাত্রা, T_1 = 25°C
   প্রাথমিক রোধ, R_25 = 60 Ω
   রোধের উষ্ণতার গুণাঙ্ক, α = 4.2 × 10^-3 /°C
   পরবর্তী তাপমাত্রা, T_2 = 100°C

   তাপমাত্রার পরিবর্তন, Δθ = T_2 - T_1 = 100°C - 25°C = 75°C

   আমরা জানি,
   R_100 = R_25 (1 + α Δθ)
   = 60 × [1 + (4.2 × 10^-3 × 75)]
   = 60 × [1 + 0.315]
   = 60 × 1.315
   = 78.9 Ω

   অতএব, 100°C তাপমাত্রায় পরিবাহী তারটির রোধ হবে 78.9 Ω।
   (নোট: প্রশ্নে '1000°' মুদ্রণজনিত ত্রুটিযুক্ত হওয়ায় প্রচলিত বোর্ড প্রশ্নানুসারে 100°C ধরে সমাধান করা হলো। তবে 1000°C বিবেচনা করলে রোধ হবে: R = 60 × [1 + 4.2 × 10^-3 × (1000 - 25)] = 305.7 Ω)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   দেওয়া আছে,
   প্রতিটি কোষের তড়িচ্চালক শক্তি, E = 2 V
   প্রতিটি কোষের অভ্যন্তরীণ রোধ, r = 1 Ω
   কোষের সংখ্যা, n = 5
   বহিঃস্থ রোধ (25°C তাপমাত্রায় তারের রোধ), R = 60 Ω

   প্রথম ক্ষেত্রে, কোষগুলোকে শ্রেণিতে সাজানো হলে মোট তড়িচ্চালক শক্তি E_s = nE এবং মোট অভ্যন্তরীণ রোধ r_s = nr।
   শ্রেণি সমবায়ে বর্তনীর তড়িৎপ্রবাহ,
   I_s = (nE) / (R + nr)
   = (5 × 2) / (60 + 5 × 1)
   = 10 / 65
   ≈ 0.1538 A

   দ্বিতীয় ক্ষেত্রে, কোষগুলোকে সমান্তরালে সাজানো হলে মোট তড়িচ্চালক শক্তি E_p = E এবং তুল্য অভ্যন্তরীণ রোধ r_p = r/n।
   সমান্তরাল সমবায়ে বর্তনীর তড়িৎপ্রবাহ,
   I_p = E / (R + r/n) = (nE) / (nR + r)
   = (5 × 2) / (5 × 60 + 1)
   = 10 / 301
   ≈ 0.0332 A

   প্রবাহের পরিবর্তন,
   ΔI = I_s - I_p = 0.1538 A - 0.0332 A = 0.1206 A (হ্রাস পাবে)

   অতএব, কোষগুলোকে সমান্তরালে সাজালে বর্তনীর প্রবাহ প্রায় 0.1206 A হ্রাস পাবে।