পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র • Chattogram Board • চট্টগ্রাম বোর্ড ২০১৬

পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

ব্যবহারিক পরীক্ষায় শিক্ষক প্রতিটি 180μF 180 \mu \mathrm{F} মানের তিনটি ধারক দিয়ে শ্যামলীকে তাদের শ্রেণি সমবায়ের সাথে একটি 3 V এর তড়িৎকোষ সংযুক্ত করে বর্তনী তৈরি করতে বললেন। রেশমাকে তিনটি তড়িৎকোষ দিয়ে সমান্তরাল সমবায়ে এবং সমবায়ের সাথে 50 Ω \Omega মানের একটি রোধ যুক্ত করতে বললেন। শিক্ষক শ্যামলীকে পূর্ণ নম্বর দিলেও রেশমাকে শূন্য দিলেন। উল্লেখ্য রেশমা বর্তনীর মোট তড়িৎ প্রবাহ পেয়েছিল 0.18 A

  1. ক)

    পরাবিদ্যুৎ বা ডাই-ইলেকট্রিক কী?

    (1)
  2. খ)

    শান্টের কাজ ব্যাখ্যা কর।

    (2)
  3. গ)

    শ্যামলীর বর্তনীতে সঞ্চিত বৈদ্যুতিক বিভব শক্তির পরিমাণ নির্ণয় কর।

    (3)
  4. ঘ)

    রেশমা কী ভুল করেছিল? সঠিক বর্তনী এঁকে বঙ্গীয় প্রবাহমাত্রা নির্ণয় কর।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    যেসব অন্তরক পদার্থে তড়িৎ ক্ষেত্র প্রয়োগ করলে তড়িৎ আবেশ সৃষ্টি হয় এবং মেরুকরণ ঘটে, কিন্তু মুক্ত ইলেকট্রন না থাকায় সহজে তড়িৎ পরিবহন করতে পারে না, সেগুলোকে পরাবিদ্যুৎ বা ডাই-ইলেকট্রিক পদার্থ বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    শান্ট হলো গ্যালভানোমিটার বা সংবেদনশীল কোনো তড়িৎ যন্ত্রের সাথে সমান্তরালে যুক্ত স্বল্পমানের রোধ। এর মূল কাজগুলো হলো:
    ১. গ্যালভানোমিটারের ভেতর দিয়ে মাত্রাতিরিক্ত তড়িৎ প্রবাহ গেলে এটি উত্তপ্ত হয়ে পুড়ে বা নষ্ট হয়ে যেতে পারে। শান্ট যুক্ত করলে বর্তনীর মূল প্রবাহের অধিকাংশ শান্টের মধ্য দিয়ে চলে যায়, ফলে গ্যালভানোমিটারটি ক্ষতির হাত থেকে রক্ষা পায়।
    ২. অ্যামিটারের পরিমাপের সীমা (পাল্লা বা range) বৃদ্ধি করতে শান্ট ব্যবহৃত হয়।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    শ্যামলীর বর্তনীতে তিনটি ধারক শ্রেণি সমবায়ে যুক্ত।
    এখানে,
    প্রতিটি ধারকের ধারকত্ব, C1=C2=C3=C=180 μF=180×10−6 FC_1 = C_2 = C_3 = C = 180\ \mu\text{F} = 180 \times 10^{-6}\ \text{F}
    তড়িৎ বিভব, V=3 VV = 3\ \text{V}

    শ্রেণি সমবায়ের তুল্য ধারকত্ব CsC_s হলে,
    1Cs=1C1+1C2+1C3=3180×10−6 F\frac{1}{C_s} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \frac{1}{C_3} = \frac{3}{180 \times 10^{-6}\ \text{F}}
    ∴Cs=180×10−63=60×10−6 F=60 μF\therefore C_s = \frac{180 \times 10^{-6}}{3} = 60 \times 10^{-6}\ \text{F} = 60\ \mu\text{F}

    বর্তনীতে সঞ্চিত বৈদ্যুতিক বিভব শক্তি,
    U=12CsV2U = \frac{1}{2} C_s V^2
    ⇒U=12×(60×10−6 F)×(3 V)2\Rightarrow U = \frac{1}{2} \times (60 \times 10^{-6}\ \text{F}) \times (3\ \text{V})^2
    ⇒U=30×10−6×9=2.7×10−4 J\Rightarrow U = 30 \times 10^{-6} \times 9 = 2.7 \times 10^{-4}\ \text{J}

    অতএব, শ্যামলীর বর্তনীতে সঞ্চিত বৈদ্যুতিক বিভব শক্তির পরিমাণ 2.7×10−4 J2.7 \times 10^{-4}\ \text{J}।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    শিক্ষক রেশমাকে প্রতিটি E=3 VE = 3\ \text{V} মানের তিনটি তড়িৎকোষ সমান্তরাল সমবায়ে R=50 ΩR = 50\ \Omega রোধের সাথে যুক্ত করতে বলেছিলেন (কোষের অভ্যন্তরীণ রোধ rr নগণ্য ধরে)।

    সমান্তরাল সমবায়ে তিনটি অভিন্ন কোষ যুক্ত করলে বর্তনীর মোট কার্যকর তড়িৎচালক বল হতো:
    Ep=E=3 VE_p = E = 3\ \text{V}
    তাহলে বর্তনীর সঠিক তড়িৎ প্রবাহ হওয়া উচিত ছিল:
    Ip=ER=350=0.06 AI_p = \frac{E}{R} = \frac{3}{50} = 0.06\ \text{A}

    কিন্তু রেশমার প্রাপ্ত প্রবাহমাত্রা ছিল, I=0.18 AI = 0.18\ \text{A}।
    আমরা জানি, তিনটি অভিন্ন কোষ শ্রেণি সমবায়ে যুক্ত থাকলে মোট তড়িৎচালক বল হয়:
    Es=3E=3×3 V=9 VE_s = 3E = 3 \times 3\ \text{V} = 9\ \text{V}
    সেক্ষেত্রে প্রবাহমাত্রা হতো:
    Is=3ER=950=0.18 AI_s = \frac{3E}{R} = \frac{9}{50} = 0.18\ \text{A}

    যেহেতু রেশমা প্রবাহমাত্রা 0.18 A0.18\ \text{A} পেয়েছিল, সুতরাং রেশমা সমান্তরাল সমবায়ের পরিবর্তে কোষগুলোকে শ্রেণি সমবায়ে যুক্ত করেছিল। এটিই ছিল তার ভুল।

    সঠিক বর্তনী ও প্রবাহমাত্রা:
    সঠিক বর্তনীতে তিনটি 3 V3\ \text{V} কোষের ধনাত্মক প্রান্তগুলো একটি সাধারণ বিন্দুতে এবং ঋণাত্মক প্রান্তগুলো অপর একটি সাধারণ বিন্দুতে যুক্ত করে সমান্তরাল সমবায় তৈরি করতে হবে এবং এর সাথে 50 Ω50\ \Omega রোধকে শ্রেণিতে যুক্ত করতে হবে।

    অতএব, সঠিক বর্তনীর মোট তড়িৎ প্রবাহমাত্রা হবে:
    I=ER=3 V50 Ω=0.06 AI = \frac{E}{R} = \frac{3\ \text{V}}{50\ \Omega} = 0.06\ \text{A}।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

অ্যাপ ডাউনলোড করোওয়েবে খুলো

সম্পর্কিত প্রশ্ন