পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র • Dhaka Board • ঢাকা বোর্ড ২০১৫

পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

একটি লম্বা ও সোজা তারে 60 A তড়িৎ সরবরাহ করা হলো। তার থেকে 40 cm দূরে P একটি বিন্দু। পরবর্তীতে তারটিকে বাঁকিয়ে ‘40 cm ব্যাসার্ধের এক পাকের বৃত্তাকার কুণ্ডলী করা হলো যার কেন্দ্র হলো Q.

  1. ক)

    হল বিভব পার্থক্য কাকে বলে?

    (1)
  2. খ)

    ট্রান্সফরমার ডিসি প্রবাহে কাজ করে না ব্যাখ্যা কর।

    (2)
  3. গ)

    P বিন্দুতে চৌম্বকক্ষেত্রের মান নির্ণয় কর।

    (3)
  4. ঘ)

    পরিবাহী থেকে P এবং Q বিন্দু সমদূরে থাকলেও চৌম্বকক্ষেত্রের মান ভিন্ন হতে পারে কি? গাণিতিক বিশ্লেষণসহ মতামত দাও ।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    চৌম্বক ক্ষেত্রে স্থাপিত কোনো পরিবাহীর মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহিত হলে চৌম্বক ক্ষেত্র ও তড়িৎ প্রবাহ উভয়ের সাথে সমকোণে পরিবাহীতে যে বিভব পার্থক্যের সৃষ্টি হয়, তাকে হল বিভব পার্থক্য (Hall voltage) বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    ট্রান্সফরমার তড়িৎ-চৌম্বকীয় আবেশ নীতির ওপর ভিত্তি করে কাজ করে। এর জন্য মুখ্য কুণ্ডলীতে সময়ের সাথে পরিবর্তনশীল চৌম্বক ফ্লাক্সের প্রয়োজন হয়। যখন ডিসি (DC) বা একমুখী প্রবাহ সরবরাহ করা হয়, তখন তড়িৎ প্রবাহের মান ও দিক স্থির থাকে। ফলে কুণ্ডলীতে কোনো পরিবর্তনশীল চৌম্বক ফ্লাক্স সৃষ্টি হয় না (dΦ/dt = 0)। ফ্যারাডের আবেশ সূত্র অনুযায়ী গৌণ কুণ্ডলীতে কোনো তড়িচ্চালক বল আবিষ্ট হয় না। এ কারণে ট্রান্সফরমার ডিসি প্রবাহে কাজ করে না।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    উদ্দীপক অনুসারে,
    তড়িৎ প্রবাহ, I=60 AI = 60\text{ A}
    লম্বা সোজা তার থেকে P বিন্দুর লম্ব দূরত্ব, r=40 cm=0.4 mr = 40\text{ cm} = 0.4\text{ m}
    শূন্য মাধ্যমের প্রবেশ্যতা, μ0=4π×10−7 T⋅m/A\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7}\text{ T}\cdot\text{m/A}

    আমরা জানি, অসীম দৈর্ঘ্যের সোজা তারের জন্য rr দূরত্বে চৌম্বক ক্ষেত্রের মান:
    BP=μ0I2πrB_P = \frac{\mu_0 I}{2\pi r}
    BP=4π×10−7×602π×0.4=2×10−7×600.4=3×10−5 TB_P = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 60}{2\pi \times 0.4} = \frac{2 \times 10^{-7} \times 60}{0.4} = 3 \times 10^{-5}\text{ T}

    অতএব, P বিন্দুতে চৌম্বকক্ষেত্রের মান 3×10−5 T3 \times 10^{-5}\text{ T}।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    হ্যাঁ, পরিবাহী থেকে P এবং Q বিন্দু সমদূরত্বে (r=40 cmr = 40\text{ cm}) থাকলেও এদের চৌম্বকক্ষেত্রের মান ভিন্ন হবে।

    গাণিতিক বিশ্লেষণ:
    'গ' হতে পাই, সোজা তার থেকে r=40 cm=0.4 mr = 40\text{ cm} = 0.4\text{ m} দূরে P বিন্দুতে চৌম্বকক্ষেত্র,
    BP=3×10−5 TB_P = 3 \times 10^{-5}\text{ T}

    এখন, তারটিকে বাঁকিয়ে r=40 cm=0.4 mr = 40\text{ cm} = 0.4\text{ m} ব্যাসার্ধের এক পাকের (N=1N = 1) বৃত্তাকার কুণ্ডলী তৈরি করলে কুণ্ডলীর কেন্দ্রে (Q বিন্দুতে) চৌম্বকক্ষেত্রের মান হবে:
    BQ=μ0NI2rB_Q = \frac{\mu_0 N I}{2 r}
    মান বসিয়ে পাই,
    BQ=4π×10−7×1×602×0.4=4π×10−7×600.8=3π×10−5 T≈9.425×10−5 TB_Q = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 1 \times 60}{2 \times 0.4} = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 60}{0.8} = 3\pi \times 10^{-5}\text{ T} \approx 9.425 \times 10^{-5}\text{ T}

    যেহেতু BQ=π×BP≈9.425×10−5 T≠3×10−5 TB_Q = \pi \times B_P \approx 9.425 \times 10^{-5}\text{ T} \neq 3 \times 10^{-5}\text{ T}, সেহেতু BQ>BPB_Q > B_P।

    সুতরাং, পরিবাহী থেকে P ও Q বিন্দু সমদূরত্বে অবস্থিত হলেও পরিবাহীর জ্যামিতিক গঠনের পার্থক্যের কারণে চৌম্বকক্ষেত্রের মান ভিন্ন হয়।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

অ্যাপ ডাউনলোড করোওয়েবে খুলো

সম্পর্কিত প্রশ্ন