পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   প্রতি একক ধনাত্মক আধানকে বর্তনীর এক বিন্দু থেকে সম্পূর্ণ বর্তনী ঘুরিয়ে আবার ঐ বিন্দুতে আনতে যে পরিমাণ কাজ সম্পন্ন হয়, তাকে ঐ উৎসের তড়িচ্চালক বল (Electromotive force বা emf) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   নিরাপত্তা ফিউজের প্রধান কাজ হলো বর্তনীতে অতিরিক্ত প্রবাহ প্রবেশ করলে তা নিজে গলে গিয়ে বর্তনী ছিন্ন করা এবং বৈদ্যুতিক সরঞ্জামাদি রক্ষা করা। বিশুদ্ধ ধাতুর গলনাঙ্ক সাধারণত বেশি থাকে এবং তা সহজে গলে না। এছাড়া বিশুদ্ধ ধাতুর রোধ তুলনামূলকভাবে কম হওয়ায় কাঙ্ক্ষিত তাপ উৎপন্ন হয় না। তাই ফিউজে নির্দিষ্ট পরিমাণের বেশি তড়িৎ প্রবাহিত হলেই যাতে দ্রুত উত্তপ্ত হয়ে গলে যায়, সেজন্য অপেক্ষাকৃত নিম্ন গলনাঙ্ক ও উপযুক্ত রোধবিশিষ্ট সংকর ধাতু (সাধারণত টিন ও সিসার সংকর) ব্যবহার করা হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক ও চিত্র অনুসারে,
   গ্যালভানোমিটারের রোধ, $G = 100\ \Omega$
   গ্যালভানোমিটারের পাল্লা বা সর্বোচ্চ নিরাপদ প্রবাহ, $I_g = 10\text{ mA} = 10 \times 10^{-3}\text{ A} = 0.01\text{ A}$
   বর্তনীতে প্রদর্শিত মোট প্রবাহ, $I = 1\text{ A}$

   শান্ট $S$ এর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত তড়িৎ, $I_s = I - I_g = 1 - 0.01 = 0.99\text{ A}$

   আমরা জানি,
   $I_g = \frac{S}{G + S} \times I$
   বা, $S = \frac{I_g \times G}{I - I_g}$
   বা, $S = \frac{0.01 \times 100}{0.99}$
   বা, $S = \frac{1}{0.99} \approx 1.01\ \Omega$

   অতএব, বর্তনীর $S$ এর মান $1.01\ \Omega$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   শিক্ষকের কথামতো গ্যালভানোমিটারটিকে $(0-10\text{ A})$ পাল্লার অ্যামিটারে রূপান্তর করতে হলে এর সাথে উপযুক্ত মানের একটি নতুন শান্ট $S'$ সমান্তরালে যুক্ত করতে হবে।

   এখানে,
   নতুন সর্বোচ্চ পরিমাপযোগ্য প্রবাহ, $I' = 10\text{ A}$
   গ্যালভানোমিটারের রোধ, $G = 100\ \Omega$
   গ্যালভানোমিটারের পাল্লা, $I_g = 10\text{ mA} = 0.01\text{ A}$

   অতএব, অ্যামিটারে রূপান্তরের জন্য প্রয়োজনীয় শান্ট,
   $S' = \frac{I_g \times G}{I' - I_g} = \frac{0.01 \times 100}{10 - 0.01} = \frac{1}{9.99} \approx 0.1001\ \Omega$

   পূর্বে বর্তনীতে ব্যবহৃত শান্টের মান ছিল $S = 1.01\ \Omega$।
   বর্তনী সজ্জায় পরিবর্তন আনতে হারুনকে হয় বিদ্যমান শান্ট $S$ অপসারণ করে তার পরিবর্তে $0.1001\ \Omega$ রোধের একটি নতুন শান্ট সমান্তরালে যুক্ত করতে হবে,
   অথবা বিদ্যমান শান্ট $S$ ($1.01\ \Omega$)-এর সাথে সমান্তরালে আরেকটি রোধ $r$ যুক্ত করতে হবে যাতে এদের তুল্য রোধ $S' = 0.1001\ \Omega$ হয়।

   যদি $S$-এর সাথে সমান্তরালে $r$ যুক্ত করা হয়, তবে:
   $\frac{1}{S'} = \frac{1}{S} + \frac{1}{r}$
   বা, $\frac{1}{r} = \frac{1}{0.1001} - \frac{1}{1.01} = 9.99 - 0.99 = 9$
   বা, $r = \frac{1}{9} \approx 0.111\ \Omega$

   সুতরাং, হারুন গ্যালভানোমিটারের সমান্তরালে সরাসরি $0.1001\ \Omega$ মানের শান্ট যুক্ত করেছিল অথবা পূর্বের শান্ট $S$-এর সাথে সমান্তরালে প্রায় $0.111\ \Omega$ মানের একটি রোধ যুক্ত করে প্রয়োজনীয় ব্যবস্থা গ্রহণ করেছিল।