পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র • Chattogram Board • চট্টগ্রাম বোর্ড ২০২১
পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন
চিত্রে একটি অ্যামিটার বর্তনী দেখানো হলো যার পাল্লা 0-10A পর্যন্ত। রহিম বেশি তড়িৎ প্রবাহ পরিমাপের জন্য অ্যামিটারের পাল্লা 10 গুণ বৃদ্ধি করতে চাইলো।
- ক)(1)
গ্যালিলীয় রূপান্তর কী?
- খ)(2)
বর্তনীতে তাপ উৎপন্নের ক্ষেত্রে বিদ্যুৎ প্রবাহের কোনো প্রভাব আছে কি? ব্যাখ্যা করো।
- গ)(3)
গ্যালভানোমিটারের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত তড়িৎ প্রবাহ নির্ণয় করো ।
- ঘ)(4)
বর্তনীর কী ধরনের পরিবর্তন সাধন করলে রহিমের আকাঙ্ক্ষা পূরণ হবে- বিশ্লেষণসহ উপস্থাপন কর।
উত্তর ও ব্যাখ্যা
- ক)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
একটি জড় প্রসঙ্গ কাঠামোর সাপেক্ষে ধ্রুববেগে গতিশীল অন্য একটি জড় প্রসঙ্গ কাঠামোর মধ্যে স্থান ও কালের সম্পর্ক স্থাপনকারী সমীকরণসমূহকে গ্যালিলীয় রূপান্তর বলে।
- খ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
হ্যাঁ, বর্তনীতে তাপ উৎপন্নের ক্ষেত্রে বিদ্যুৎ প্রবাহের প্রত্যক্ষ প্রভাব রয়েছে।
জুলের তাপীয় ক্রিয়ার প্রথম সূত্রানুসারে, পরিবাহীর রোধ (R) এবং তড়িৎ প্রবাহের সময় (t) অপরিবর্তিত থাকলে পরিবাহীতে উৎপন্ন তাপ (H) তড়িৎ প্রবাহমাত্রার (I) বর্গের সমানুপাতিক; অর্থাৎ H ∝ I²।
অতএব, বর্তনীতে তড়িৎ প্রবাহ বৃদ্ধি পেলে উৎপন্ন তাপ বর্গের অনুপাতে বৃদ্ধি পায় এবং প্রবাহ হ্রাস পেলে উৎপন্ন তাপ দ্রুত হ্রাস পায়। ফলে তাপ উৎপাদনে বিদ্যুৎ প্রবাহের অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব বিদ্যমান।
- গ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
উদ্দীপকের চিত্রানুযায়ী,
বর্তনীতে মোট তড়িৎ প্রবাহ, I = 8 A
গ্যালভানোমিটারের রোধ, G = 20 Ω
শান্ট রোধ, S = 1 Ωশান্টের সূত্রানুযায়ী, গ্যালভানোমিটারের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত তড়িৎ প্রবাহ,
I_g = (S / (G + S)) × Iমান বসিয়ে পাই,
I_g = (1 / (20 + 1)) × 8 A
I_g = 8 / 21 A ≈ 0.381 Aঅতএব, গ্যালভানোমিটারের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত তড়িৎ প্রবাহ প্রায় 0.381 A।
- ঘ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
উদ্দীপকে প্রদত্ত অ্যামিটারটির প্রাথমিক পাল্লা, I = 10 A
গ্যালভানোমিটারের রোধ, G = 20 Ω এবং শান্ট রোধ, S = 1 Ω।এই অ্যামিটারের গ্যালভানোমিটারের সর্বোচ্চ প্রবাহ পরিমাপের ক্ষমতা (I_g):
I_g = (S / (G + S)) × I
= (1 / (20 + 1)) × 10 A = 10 / 21 A ≈ 0.476 Aরহিম অ্যামিটারের পাল্লা 10 গুণ বৃদ্ধি করতে চায়।
অতএব, নতুন পাল্লা হবে, I' = 10 × 10 A = 100 Aনতুন পাল্লা I' পরিমাপের জন্য প্রয়োজনীয় নতুন শান্টের মান S' হলে,
I_g = (S' / (G + S')) × I'
বা, (10 / 21) = (S' / (20 + S')) × 100
বা, 1 / 21 = (10 S') / (20 + S')
বা, 210 S' = 20 + S'
বা, 209 S' = 20
বা, S' = 20 / 209 Ω ≈ 0.0957 Ωবিকল্পভাবে, বিদ্যমান শান্ট S = 1 Ω এর সাথে সমান্তরালে আরও একটি রোধ S_p যুক্ত করে কার্যকর শান্ট S' তৈরি করা যেতে পারে:
1 / S' = 1 / S + 1 / S_p
বা, 209 / 20 = 1 / 1 + 1 / S_p
বা, 1 / S_p = (209 / 20) - 1 = 189 / 20
বা, S_p = 20 / 189 Ω ≈ 0.106 Ωঅতএব, গ্যালভানোমিটারের সাথে পূর্বে যুক্ত শান্টটি পরিবর্তন করে প্রায় 0.0957 Ω রোধের নতুন একটি শান্ট যুক্ত করলে (অথবা বিদ্যমান শান্টের সাথে সমান্তরালে প্রায় 0.106 Ω রোধ যুক্ত করলে) রহিমের আকাঙ্ক্ষা পূরণ হবে।
আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও