পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো বর্তনীতে একাধিক রোধের পরিবর্তে এমন একটি একক রোধ ব্যবহার করলে যদি বর্তনীর মোট তড়িৎ প্রবাহ এবং বিভব পার্থক্যের কোনো পরিবর্তন না হয়, তবে সেই একক রোধকে বর্তনীর তুল্য রোধ বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   তড়িৎ চৌম্বকীয় আবেশের ক্ষেত্রে যখন একটি চুম্বক ও কুন্ডলীর মধ্যে আপেক্ষিক গতি থাকে, তখন কুন্ডলীতে তড়িৎ প্রবাহ আবিষ্ট হয়। লেন্‌জের সূত্রানুসারে, এই আবিষ্ট প্রবাহের দিক এমন হয় যা তার সৃষ্টির কারণকে (অর্থাৎ আপেক্ষিক গতিকে) বাধা দেয়। ফলে চুম্বকটিকে সরাতে বা গতিশীল রাখতে এই বাধা বা বিকর্ষণ/আকর্ষণ বলের বিরুদ্ধে যান্ত্রিক কাজ সম্পাদন করতে হয়। এই সম্পাদিত যান্ত্রিক কাজই তড়িৎ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। কোনো কাজ ছাড়া আপনাআপনি নতুন শক্তি সৃষ্টি হয় না। সুতরাং, তড়িৎ চৌম্বকীয় আবেশ মূলত শক্তির সংরক্ষণশীলতা নীতি মেনে চলে এবং এটি শক্তির সৃষ্টি নয় বরং শক্তির রূপান্তর মাত্র।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের বর্তনী লক্ষ্য করলে দেখা যায়, 'A' লুপে $R_1$ ও $R_2$ রোধ দুটি পরস্পরের সাথে শ্রেণি সমবায়ে যুক্ত এবং এই লুপটি সরাসরি $E = 24\text{ V}$ উৎসের সাথে যুক্ত।

   দেওয়া আছে,
   তড়িৎচ্চালক বল, $E = 24\text{ V}$
   রোধ, $R_1 = 4\ \Omega$
   রোধ, $R_2 = 2\ \Omega$

   'A' লুপের তুল্য রোধ,
   $R_A = R_1 + R_2 = 4 + 2 = 6\ \Omega$

   যেহেতু লুপ 'A'-এর রোধ দুটি শ্রেণিতে সংযুক্ত, তাই উভয়ের মধ্য দিয়ে একই পরিমাণ তড়িৎ প্রবাহিত হবে।
   অতএব, $R_2$ রোধের মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহ:
   $I_2 = I_A = \frac{E}{R_A} = \frac{24\text{ V}}{6\ \Omega} = 4\text{ A}$

   উত্তর: $R_2$ রোধের মধ্য দিয়ে $4\text{ A}$ তড়িৎ প্রবাহিত হবে।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের 'B' লুপে $R_3 = 9\ \Omega$ এবং $R_4 = 3\ \Omega$ শ্রেণি সমবায়ে যুক্ত।
   'B' লুপের মোট রোধ, $R_B = R_3 + R_4 = 9 + 3 = 12\ \Omega$

   অতএব, 'B' লুপের মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহ:
   $I_B = \frac{E}{R_B} = \frac{24\text{ V}}{12\ \Omega} = 2\text{ A}$

   আবার, (গ) থেকে প্রাপ্ত 'A' লুপের তড়িৎ প্রবাহ $I_A = 4\text{ A}$।
   প্রশ্নমতে, উভয় লুপে একই তড়িৎ প্রবাহিত হতে হবে, অর্থাৎ 'A' লুপের পরিবর্তিত প্রবাহ $I_A' = I_B = 2\text{ A}$ হতে হবে।

   সুতরাং, 'A' লুপের প্রয়োজনীয় নতুন তুল্য রোধ:
   $R_A' = \frac{E}{I_A'} = \frac{24\text{ V}}{2\text{ A}} = 12\ \Omega$

   যেহেতু প্রয়োজনীয় রোধ ($12\ \Omega$) পূর্বের রোধ ($6\ \Omega$) অপেক্ষা বেশি, তাই রোধ বৃদ্ধি করতে হবে। আমরা জানি, রোধ বৃদ্ধি করতে হলে অতিরিক্ত রোধ শ্রেণি সমবায়ে যুক্ত করতে হয়।

   ধরি, $R_1$ রোধের সাথে শ্রেণিতে $R_x$ রোধ যুক্ত করতে হবে।
   তাহলে নতুন তুল্য রোধ হবে,
   $R_A' = R_1 + R_x + R_2$
   $\implies 12 = 4 + R_x + 2$
   $\implies 12 = 6 + R_x$
   $\implies R_x = 12 - 6 = 6\ \Omega$

   অতএব, উদ্দীপকের 'A' লুপের $R_1$ রোধের সাথে শ্রেণিতে $6\ \Omega$ মানের রোধ যুক্ত করলে উভয় লুপে একই তড়িৎ প্রবাহিত হবে।