পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   0°C তাপমাত্রার একক রোধবিশিষ্ট কোনো পরিবাহীর তাপমাত্রা প্রতি ডিগ্রি সেলসিয়াস (বা কেলভিন) বৃদ্ধির ফলে তার রোধের যে বৃদ্ধি ঘটে, তাকে ওই পরিবাহীর উপাদানের রোধের উষ্ণতা সহগ বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   বৈদ্যুতিক বর্তনীতে নির্দিষ্ট মাত্রার অতিরিক্ত তড়িৎ প্রবাহিত হলে বর্তনী ও সংযুক্ত যন্ত্রপাতি পুড়ে গিয়ে বড় ধরনের দুর্ঘটনার সৃষ্টি হতে পারে। নিরাপত্তা ফিউজে নিম্ন গলনাঙ্কবিশিষ্ট সংকর ধাতুর তার ব্যবহার করা হয় যাতে বর্তনীতে নিরাপদ সীমার অতিরিক্ত তড়িৎ প্রবাহিত হলে অতিরিক্ত তাপে ফিউজ তারটি দ্রুত গলে যায় এবং স্বয়ংক্রিয়ভাবে বর্তনী বিচ্ছিন্ন করে দেয়। এর ফলে মূল্যবান বৈদ্যুতিক সরঞ্জামসমূহ ক্ষতির হাত থেকে রক্ষা পায়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক মতে,
   A বাল্বের ক্ষমতা, P_A = 120 W
   B বাল্বের ক্ষমতা, P_B = 60 W
   বিভব উৎস, V = 220 V

   প্রথম ক্ষেত্রে বাল্ব দুটিকে 220 V উৎসের সাথে সমান্তরালে যুক্ত করা হয়েছে।
   যেহেতু প্রতিটি বাল্বের গায়ে অঙ্কিত ভোল্টেজ 220 V এবং উৎসের বিভবও 220 V, তাই প্রতিটি বাল্বই তাদের পূর্ণ ক্ষমতায় চলবে।

   সমান্তরালে বর্তনীর মোট ক্ষমতা,
   P = P_A + P_B = 120 W + 60 W = 180 W

   সময়, t = 5 sec

   ব্যয়িত তড়িৎ শক্তি,
   W = P × t
   = 180 W × 5 s
   = 900 J

   অতএব, প্রথম ক্ষেত্রে 5 sec সময়ে 900 J তড়িৎ শক্তি ব্যয় হবে।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   বাল্ব দুটির রোধ যথাক্রমে:
   R_A = V² / P_A = (220)² / 120 ≈ 403.33 Ω
   R_B = V² / P_B = (220)² / 60 ≈ 806.67 Ω

   ১ম ক্ষেত্রে (সমান্তরাল সমবায়ে):
   উভয় বাল্বের দুই প্রান্তে বিভব পার্থক্য V = 220 V।
   ফলে, A বাল্বের ক্ষমতা P₁ = 120 W এবং B বাল্বের ক্ষমতা P₂ = 60 W।
   যেহেতু P₁ > P₂, তাই সমান্তরাল সমবায়ে A বাল্বটি B বাল্বের চেয়ে বেশি উজ্জ্বল হয়ে জ্বলবে।

   ২য় ক্ষেত্রে (শ্রেণি সমবায়ে):
   বর্তনীর মোট রোধ, R_s = R_A + R_B = 403.33 + 806.67 = 1210 Ω
   বর্তনীর তড়িৎ প্রবাহ, I = V / R_s = 220 / 1210 ≈ 0.1818 A

   শ্রেণি সমবায়ে A বাল্বে ব্যয়িত ক্ষমতা,
   P_A' = I² × R_A = (0.1818)² × 403.33 ≈ 13.33 W

   B বাল্বে ব্যয়িত ক্ষমতা,
   P_B' = I² × R_B = (0.1818)² × 806.67 ≈ 26.67 W

   শ্রেণি সমবায়ে P_B' > P_A'।
   অতএব, সংযোগের ধরন সমান্তরাল থেকে শ্রেণিতে পরিবর্তন করার ফলে বাল্ব দুটির উজ্জ্বলতার পরিবর্তন ঘটবে। সমান্তরাল সমবায়ে A বাল্বটি বেশি উজ্জ্বল ছিল, কিন্তু শ্রেণি সমবায়ে B বাল্বটি বেশি উজ্জ্বল হবে। এছাড়া উভয় বাল্বেই ব্যয়িত ক্ষমতা পূর্বের চেয়ে অনেক কমে যাওয়ায় সামগ্রিকভাবে বাল্ব দুটির উজ্জ্বলতা অনেক হ্রাস পাবে।