প্রতীক পরিচিতি ও একক |
|
১.তড়িৎ প্রবাহমাত্রা, I = Q / t
২.ইলেকট্রনের তাড়ন বেগ, V = 1/ NAe
৩.ওহমের সূত্র, 1. I= V / R 2. V = IR 3. R = V / 1 ৪.রোধের উষ্ণতা গুণাঙ্ক, $\alpha=\frac{R_{1}-R_{0}}{R_{0} t}$
৫.আপেক্ষিক রোধ বা রোধাঙ্ক, $\rho=\frac{R A}{l}$
৭.রোধের সমান্তরাল সমবায়, $\frac{1}{\mathrm{R}_{\mathrm{p}}}=\frac{1}{\mathrm{R}_{1}}+\frac{1}{\mathrm{R}_{2}}+\cdots+\frac{1}{\mathrm{R}_{\mathrm{n}}}$
৮.হুইটস্টোন ব্রিজ নীতি, P / Q = R / S
৯.কোষের শ্রেণী সমবায়, $I=\frac{n E}{R+n r}$
১০.কোষের সমান্তরাল সমবায়, $I=\frac{n E}{n R+r}$
|
Q = মোট চার্জ {কুলম্ব (C) } t = সময় {সেকেন্ড (s) }
N = ইলেকট্রন সংখ্যা A = পরিবাহীর প্রস্থচ্ছের ক্ষেত্রফল {বর্গমিটার (m2)} e = ইলেকট্রনের চার্জ {কুলম্ব (C)}
V = বিভব পার্থক্য {ভোল্ট (v) } I = তড়িৎ প্রবাহমাত্রা {অ্যাম্পিয়ার (A) } R = রোধ {ওহম (Ω) }
R1 = t°C তাপমাত্রায় পরিবাহীর রোধ R0 = 0°C তাপমাত্রায় পরিবাহীর রোধ
L = পরিবাহীর দৈর্ঘ্য {মিটার (m) }
R1, R2 …… Rn = শ্রেণী সমবায়ে যুক্ত রোধকগুলোর রোধ R1, R2 …… Rn = সমান্তরাল সমবায়ে যুক্ত রোধকগুলোর রোধ
P,Q,R,S = রোধ {ওহম (Ω) }
n = কোষের সংখ্যা E = তড়িচ্চালক শক্তি {ভোল্ট (v) } r = অভ্যন্তরীণ রোধ {ওহম (Ω)} |
কালার কোড দেখে কার্বন রোধের পরিমাণ নির্ণয় :
Color |
Code Number |
Multiplier |
Tolerance (%) |
কালো (Black) |
0 |
1 |
±1 |
বাদামী (Brown) |
1 |
10 |
±2 |
লাল (Red) |
2 |
102 |
±3 |
কমলা (Orange) |
3 |
103 |
±4 |
হলুদ (Yellow) |
4 |
104 |
|
সবুজ (Green) |
5 |
105 |
|
নীল (Blue) |
6 |
106 |
|
বেগুণী (Violet) |
7 |
107 |
|
ধূসর (Gray) |
8 |
108 |
|
সাদা (White) |
9 |
109 |
|
সোনালী (Golden) |
-1 |
0.1 |
±5 |
রূপালী (Silver) |
-2 |
0.01 |
±10 |
রংহীন |
|
|
±20 |
** B. B. ROY Good Boy Very Good Worker
প্রতিটি ক্যাপিটাল লেটার উপরে বর্ণিত ছকের একটি রংকে উপস্থাপন করছে ।যেমন Very হলো Violet তেমনি Worker হলো White
তড়িৎ প্রবাহ ও বর্তনী অধ্যায়ে যে সব বিষয়ে স্পষ্ট ধারণা থাকতে হবে
- তড়িৎ প্রবাহ
- এর সংজ্ঞা
- তাড়ন বেগ
- প্রবাহ ঘণত্ব
- বিদ্যুৎ প্রবাহের দিক নির্দেশের প্রচলিত নিয়ম
- ওহমের সূত্র
- বর্তনী
- সরল বর্তনী
- রোধ
- রোধের নির্ভরশীলতা
- রোধের উষ্ণতা গুণাঙ্ক
- রোধের সূত্র
- আপেক্ষিক রোধ
- পরিবাহিতা
- অতিপরিবাহিতা
- বিভব বিভাজন নীতি
- তড়িৎ বিভাজন নীতি
- কালার কোড দেখে কার্বণ রোধের পরিমাণ নির্ণয়
- তড়িচ্চালক শক্তি
- অভ্যন্তরীন রোধ
- নষ্ট ভোল্ট
- বিভব পার্থক্য ও তড়িচ্চালক শক্তির পার্থক্য
- বর্তনীতে ব্যবহৃত বিভিন্ন যন্ত্রাংশের প্রতীক
- কার্সফের সূত্র
- পেটেরসিওমিটার
গাণিতিক সমস্যা ও সমাধানঃ
1. 10 সেকেন্ডে একটি তারের কোন এক অংশের মধ্য দিয়ে 90 × 1028 টি ইলেকট্রন প্রবাহিত হলে তারের তড়িৎ প্রবাহ কত ?
সমাধানঃ
এখানে, Q = 90 × 1028 × 1.6 × 10-19 c [ ∵ প্রতিটি ইলেকট্রনের চার্জ 1c ]
= 14.4 c
t = 10 s
আমারা জানি, Q = It
⇨ I = Q / t = 1.44 A (Ans)
2. 3mm ব্যাসের একটি তামার তারের মধ্য 5A দিয়ে তড়িৎ প্রবাহ হলে
1. তড়িৎ প্রবাহ ঘণত্ব
2. তাড়ন বেগ কত ? তামার মধ্যে প্রতি একক আয়তনে মুক্ত ইলেকট্রনের সংখ্যা 8.43 × 1028 m-3
সমাধানঃ
এখানে,I = 5A ;
n = 8.43 × 10228 m-3 ;
c = 1.6 × 10-19 c
j = ?
v = ?
$\mathrm{A}=\pi r^{2}=\pi\left(\frac{3 \times 10^{-3}}{2}\right)^{2}=7.068 \times 10^{-6} \mathrm{~m}^{2}$
∴ (ⅰ) j = I / A = 7.07 × 105 Am-2 Ans
∴ (ⅱ) j = I / A = nve
⇨ v = j / ne = 5.24 × 10-5 ms-1 Ans
3. একটি মোটর গাড়ির হেডলাইটের ফিলামেন্ট 5A বিদ্যুৎ টানে ।এর প্রান্তদ্বয়ের বিভব পার্থক্য 6V ।ফিলামেন্টের রোধ কত ?
সমাধানঃ
এখানে, I = 5A ; V = 6v ; R = ?
∴ R = V / I = 1.2 Ω Ans
4. 20°C তাপমাত্রায় একটি কুন্ডলীর রোধ 20Ω । রোধটিতে যখন 0°C তাপমাত্রায় 10V বিভব প্রভেদ করা হয় তখন এর মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহের মান কত ? কুন্ডলীর তাপমাত্রা গুণাঙ্ক 0.0043°C-1
সমাধানঃ
0°C তাপমাত্রায় তড়িৎ প্রবাহ বের করার জন্য প্রথমে 0°C তাপমাত্রায় কুন্ডলীটির রোধ বের করতে হবে ।
দেওয়া আছে,Rθ = 20Ω ; θ = 20°C ; α = 0.0043°C-1 ; V = 10V
R0 = ?
I = ?
আমরা জানি, Rθ = R0 (1+αθ)
⇨ R0 = Rθ / (1+αθ) = 18.42 Ω
∴ I = V / R0 = 0.543 A Ans.
5. 0.48 m দীর্ঘ এবং 0.12 mm ব্যাসের একটি তারের রোধ 15Ω ।তারটির উপাদানের আপেক্ষিক রোধ কত ?
সমাধানঃ
এখানে, L = 0.48 m ; R = 15Ω ; A =? ; ρ = ?
$A=\pi r^{2}=\pi\left(\frac{0.12 \times 10^{-3}}{2}\right)=1.1309 \times 10^{-8} \mathrm{~m}^{2}$
আমরা জানি, R = ρ (L / A)
∴ ρ = (RA / L) = 3.53 × 10-7 Ωm Ans
6. কোন একটি থার্মোমিটারের রোধ 0°C ও 100°C তাপমাত্রায় যথাক্রমে 8Ω ও 20Ω ।থার্মোমিটারটি একটি চুল্লীতে স্থাপন করলে এর রোধ 44Ω হয় ।চু্ল্লীর তাপমাত্রা কত ?
সমাধানঃ
এখানে, R0 = 8Ω ; R100 = 20Ω ; Rθ = 44 Ω ; α = ? θ = ?
∴ R100 = R0 (1 + α × 100)
⇨ α = (R100 - R0 ) / (R0 × 100)
= 0.015°C-1
আবার, Rθ = R0 (1 + αθ)
⇨ θ = (Rθ – R0 ) / (Rθα)
= ( 44-8 ) / ( 8 × 0.015)
= 300°C Ans
7. দু’টি তারের দৈর্ঘ্য, ব্যাস ও আপেক্ষিক রোধ প্রত্যেকের অনুপাত 1:2 ।সরু তারের রোধ 10Ω হলে অপারটির রোধ কত ?
সমাধানঃ
এখানে, L1 / L2 = 1 / 2 ;
d1 / d2 = 1 / 2 ;
ρ1 / ρ2 = 1 / 2 ;
R1 = 10Ω ;
আমরা জানি, R = ρ ( L / A ) = ρ (L / π(d/2)2)
∴ R1 = ρ1 ( L1 / π(d1/2)2 ) ; R2 = ρ2 ( L2 / π(d2/2 )2 )
$\therefore \frac{\mathrm{R}_{1}}{\mathrm{R}_{2}}=\frac{\rho_{1}}{\rho_{2}} \times \frac{\mathrm{L}_{1}}{\mathrm{~L}_{2}} \times\left(\frac{\mathrm{d}_{2}}{\mathrm{~d}_{1}}\right)^{2}=1 \Rightarrow \mathrm{R}_{1}=\mathrm{R}_{2}=10 \Omega$ (Answer)
8. 6Ω রোধের একটি তারকে টেনে তিনগুণ লম্বা করা হলে তারটির বর্তমান রোধ কত ?
সমাধানঃ
এখানে, R1 = 6Ω ; L2 = 3L1 ; A2 = ⅓ A1 ; R2 = ?
যেহেতু তারটির শুধু দৈর্ঘ্য ও প্রস্থচ্ছেদ পরিবর্তিত হয়,উপাদান একই থাকে
সেহেতু তারের আপেক্ষিক রোধ ρ একই থাকবে ।
∴ R1 = ρ(L1 / A1) ; R2 = ρ(L2 / A2)
এখন,
$\frac{\mathrm{R}_{2}}{\mathrm{R}_{1}}=\frac{\mathrm{L}_{2}}{\mathrm{~L}_{1}} \times \frac{\mathrm{A}_{1}}{\mathrm{~A}_{2}}=\frac{3 \mathrm{~L}_{1}}{\mathrm{~L}_{1}} \times \frac{\mathrm{A}_{1}}{\frac{1}{3} \mathrm{~A}_{1}}=9$
⇨ R2 = 9R1 = 9 × 6 = 54 Ω Ans
9. একই উপাদানের দুটি রোধকের রোধ সমান ।রোধ দুটির দৈর্ঘ্যে অনুপাত 4:9 হলে রোধ দু’টির ব্যাসের অনুপাত কত ?
সমাধানঃ
∵ রোধ দুটি একই উপাদানের ∴ তাদের আপেক্ষিক রোধ অপরিবর্তিত থাকবে ।
$R_{1}=\rho \frac{L_{2}}{L_{1}}=\rho \frac{L_{1}}{\pi\left(\frac{d_{1}}{2}\right)^{2}}=4 \rho \frac{L_{1}}{\pi d_{1}{ }^{2}}$
অনুরূপভাবে, $R_{2}=4 \rho \frac{L_{1}}{\pi d_{n}^{2}}$
∵ R1 = R2 [রোধ সমান ]
∴ $4 \rho \frac{\mathrm{L}_{1}}{\pi \mathrm{d}_{1}{ }^{2}}=4 \rho \frac{\mathrm{L}_{2}}{\pi \mathrm{d}_{1}{ }^{2}}$
⇨ $\frac{\mathrm{d}_{1}}{\mathrm{~d}_{2}{ }^{2}}=\frac{\mathrm{L}_{1}}{\mathrm{~L}_{2}}=\frac{4}{9}$
⇨ d1 / d2 = 2 / 3 Ans.
10. 4Ω ও 6Ω দুটি রাধকে শ্রেণী সমবায়ে যুক্ত করে সমবায়টিকে 2.2 V তড়িচ্চালক শক্তি ও 1Ω অভ্যন্তরীন রোধের একটি কোষের সাথে যুক্ত করে বর্তনী পূর্ণ করা হল ।প্রতিটি রোধের প্রান্তীয় বিভব নির্ণয় কর ।
সমাধানঃ
এখানে, R1 = 4Ω ; R2 = 6Ω ; E = 2.2V ; r = 1Ω
V1 = ? ; V2 = ? ; I = ?
Rs = R1 + R2 = 10Ω
∴ I = E ( Rs+r ) = 0.A Ans.
∴ V1 = IR1 = 0.8 V Ans.
V2 = IR2 = 0.8 V
⇨ Extrnsion :বর্তনীর হারানো ভোল্টেজ কত ?
আমারা জানি, হারানো ভোল্টেজ = Ir = E –IR = 0.2 V Ans
11. 10Ω, 50Ω এবং 190Ω রোধের পরিবাহককে শ্রেণীতে সংযুক্ত করে সমষ্টির দুই প্রান্তে 250V প্রয়োগ করা হয়েছে ।পরিবাহক তিনটির প্রত্যেকটির দুই প্রান্তে বিভব নির্ণয় কর ।
সমাধানঃ
এখানে, R1 = 10Ω ; R2 = 50Ω ; R3 = 190Ω ; E = 250 V
I =? ; V1 = ? ; V2 = ? ; V3 = ?
Rs = R1 + R2 + R3 = 250 V
∴ I = E / Rs = 1A
∴ V1 = IR1 = 10V
V2 = IR2 = 50V
V3 = IR3 = 190V Ans
অথবা, $V_{1}=\frac{R_{1}}{R_{1}+R_{2}+R_{3}} \times V_{S}=\frac{R_{2}}{R_{1}+R_{2}+R_{3}} \times E=10 \mathrm{v}$ (Answer).
অনুরূপভাবে, $\mathrm{V}_{2}=\frac{\mathrm{R}_{2}}{\mathrm{R}_{1}+\mathrm{R}_{2}+\mathrm{R}_{3}} \times \mathrm{E}=50 \mathrm{~V}$ And $\mathrm{V}_{3}=190 \mathrm{~V}$ (Answer)
12. একটি কোষের তড়িচ্চালক শক্তি 2V এবং অভ্যন্তরীন রোধ 0.25Ω । 5Ω ও 15Ω মানের দুটি রোধ সমান্তরালে সাজিয়ে কোষটির সাথে বর্তনীতে যুক্ত করলে তারের মোট তড়িৎ প্রবাহ এবং প্রতি রোধের মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহ নির্ণয় কর ।
সমাধানঃ
এখানে, R1 = 5Ω ; R2 = 15Ω ; r = 0.25 Ω ; E = 2V
Is = I = ? ; I1 = ? ; I2 = ?
∴ $\frac{1}{R_{p}}=\frac{1}{R_{1}}+\frac{1}{R_{2}}=\frac{4}{5}$
∴ Rp = 15 / 4 Ω [ short –cut $R_{p}=\frac{R_{1} R_{2}}{R_{1}+R_{2}}$ ]
∴ Is = I = E (Rp + r) = 0.5 A (Answer)
∴ I1 = R2 (R1 + R2) × Is = 0.375 A (Answer)
∴ I2 = R1 (R1 + R2) × Is = 0.125 A (Answer)
13. কোন একটি রোধকের মধ্য দিয়ে নির্দিষ্ট মাত্রার তড়িৎ প্রবাহ চলছে ।এর সাথে 120Ω রোধ শ্রেণীতে যুক্ত করলে প্রবাহমাত্রা পূর্বের প্রবাহের অর্ধেক হয় ।রোধকের রোধ নির্ণয় কর ।
সমাধানঃ
এখানে বিভব পার্থেক্যের পরিবর্তনের কথা উল্লেখ করা হয়নি ।তাই ধরে নিতে হবে যে উভয়ক্ষেত্রে একই বিভব পার্থক্য প্রয়োগ করা হয়েছে ।অর্থাৎ,
V = IR = I/2 ( R+120 )
⇨ 2R = R+ 120
∴ R = 120Ω (Answer)
14. নিচের বর্তনীতে R1 = 100Ω ; R2 = R3 = 50Ω ; R4 = 75Ω এবং E = 6V ।প্রতি রোধের মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহ এবং প্রতি রোধের দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্য নির্ণয় কর ।
সমাধানঃ
এখানে, R1 = 100Ω ; R2 = R3 = 50Ω ; R4 = 75Ω ; E = 6V
Is = I = ? ; I2 = ? ; I3 = ? I4 = ? ; V1 = ? ; V2 = ? ; V3 = ? ; V4 = ? ;
জটিল বর্তনীতে প্রায়ই কোন উপাদানগুলো (রোধ, ধারক প্রভূতি ) শ্রেণীতে আর কোনগুলো সমান্তরালে সংযুক্ত তা বিভ্রান্তি সৃষ্টি করতে পারে । এক্ষেত্রে দুটি পদ্ধতি আলোচনা যোগ্য :
1. কোষের ধণাত্মক প্রান্ত থেকে বর্তনী ঘুরে ঋণাত্মক প্রান্তে ইলেকট্রনের পথচলা বিবেচনা করা । এক্ষেত্রে C- কোষের ধনাত্মক প্রান্ত থেকে A হয়ে R1 রোধের মধ্য দিয়ে B তে পৌছায় । B থেকে BF, BCF ও BCDF এই তিনটি বিকল্প পথে ঋণাত্মক প্রান্তে পৌছানো সম্ভব । তারমানে এ তিনটি বাহুর রোধগুলো সমান্তরালে যুক্ত । এই তিনটি রোধকে একটি তুল্য রোধ Rp দিয়ে প্রতিস্থাপিত করে দেখা যাবে Rp , R1 এর সাথে শ্রেণীতে যু্ক্ত কেননা কোষের ধনাত্মক প্রান্ত থেকে ঋণাত্মক প্রান্তে যেতে তখন কোন বিকল্প পথ থাকবে না ।
2. বর্তনীর যেসব উপাদানগুলোর মধ্যে দু’টি Common point থাকবে তারা পরস্পর সমান্তরালে যুক্ত আর যেগুলোর মধ্যে শুধু একটি common point থাকবে তারা শ্রেণীতে যুক্ত । এক্ষেত্রে R2 , R3 ও R4 এর মধ্যে দু’টি common point আছে; B ও C মূলত একই বিন্দু এবং F ও D মূলত একই বিন্দু । আর R1 এর সাথে সবগুলো রোধের কেবল একটি বিদ্যমান ।
∴ $\frac{1}{\mathrm{R}_{\mathrm{p}}}=\frac{1}{\mathrm{R}_{1}}+\frac{1}{\mathrm{R}_{2}}+\frac{1}{\mathrm{R}_{4}} \Rightarrow \mathrm{R}_{\mathrm{p}}=\frac{150}{8} \Omega$
∴ RT = R1 + Rp = 118.75 Ω
∴ Is = (E / RT) = 0.0505 A = I1 Answer
∴ I2 = Is (Rp / R2) = 0.0189 A = I3 Answer
∴ I3 = Is (Rp / R4) = 0.0126 A Answer
এখন, V1 = I1R1 = 5.05 V Answer
এবং, V2 = V3 = V4 = 0.95 V Answer
15. একটি হুইটস্টোন ব্রীজের চার বাহুর রোধ যথাক্রমে 8Ω , 12Ω, 16Ω ও 20Ω ।চতুর্থ বাহুর সাথে কত মানের যুক্ত করলে ব্রীজটি সাম্যাবস্থায় থাকবে ।
সমাধানঃ
এখানে, P = 8 Ω ; Q = 12 Ω ; R = 16 Ω ; S1 = 20Ω
ধরা যাক চতুর্থ বাহুর সাথে S2 মানের রোধ যুক্ত করলে তুল্য রোধ S হয় এবং ব্রীজটি সাম্যাবস্থায় থাকে ।
∴ P / Q = R / S
⇨ S = (R / P) Q = 24 Ω
∵ S > S1 ∴ S2 মানের রোধ শ্রেণীতে যুক্ত করতে হবে ।
তাহলে, S1 + S2 = S
⇨ S2 = S – S1 = 4Ω
∴ 4Ω মানের রোধ শ্রেণীতে যুক্ত করতে হবে (Answer)
⇨Extension : যদি S<S1 হত তবে S2 মানের রোধ সমান্তরালে যুক্ত করতে হবে ।
16. একটি মিটার ব্রীজের দুই শূণ্য স্থানের একটিতে 8Ω এবং 10Ω অন্যটিতে রোধ যুক্ত করা হল ।ভারসাম্য বিন্দু কোথায় অবস্থিত হবে ?
সমাধানঃ
এখানে, P = 8Ω ; Q = 10Ω ; l = ?
আমরা জানি, P / Q = l / ( 100-l )
∴ 8 / 10 = l / ( 100-l )
⇨ l = 44.44 cm
∴ বাম প্রান্ত থেকে 44.44 cm দূরে ভারসাম্য বিন্দু পাওয়া যাবে (Answer)
17. একটি পেটেনসিওমিটার তারে বিদ্যুৎ প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে একটি কোষের জন্য 6m দূরে নি:স্পন্দ বিন্দু পাওয়া গেল ।কোষটির দু প্রান্তের সাথে 10Ω একটি রোধ যোগ করলে দূরে নিস্পন্দ বিন্দু পাওয়া যায় ।কোষটির অভ্যন্তরীন রোধ কত ?
সমাধানঃ
এখানে, l1 = 6 m ; l2 = 5 m ; R = 10Ω ; r = ?
∴ r = (l1/ l2- 1 ) R = 2Ω Ans.
18. একটি পোটেনসিওমিটারে দুটি বিদ্যুৎ কোষের তড়িচ্চালক বল তুলনা করার পরীক্ষায় প্রথম ও দ্বিতীয় কোষের ক্ষেত্রে ভারসাম্য বিন্দুর দূরত্ব যথাক্রমে 0.22 m ও 0.455 m হল ।প্রথম কোষের তড়িচ্চালক বল 1.1V হলে দ্বিতীয় কোষের তড়িচ্চালক বল কত ?
সমাধানঃ
এখানে, l1 = 0.22 m ; l2 = 0.455 m ; E1 = 1.1V ; E2 = ?
∴ E1 / E2 = l1 / l2
⇨ E2 = (l1 / l2) × E1 = 2.275 V Answer
19. একই ধরণের 10টি কোষের ব্যাটারী হতে একটি 10Ω এর মধ্যদিয়ে 1A এবং 20Ω এর বহি:রোধের মধ্যদিয়ে 0.6A তড়িৎ প্রবাহ পাওয়া গেল ।প্রতিটি কোষের অভ্যন্তরীন রোধ কত ?
সমাধানঃ
এখানে, n = 10Ω ; I1 = 1A ; I2 = 0.6 A ; R1 = 10Ω ; R2 = 20Ω ; r = ?
আমরা জানি, I = nE (R+nr)
∴ I1 = nE (R1+nr) ; I2 = nE (R2+nr)
∴ I1 / I2 = (R2+nr) / (R1+nr)
⇨ 10r + 10 = 6r +12
⇨ r = 0.5Ω Answer
20.একটি রোধের গায়ে যথাক্রমে হলুদ,বেগুণী, কমলা ও লাল রং দেওয়া আছে ।রোধের সর্বোচ্চ ও সর্বনিম্ন মান কত ?
সমাধানঃ
এখানে, F = yellow = 4 ;
S = Violet = 7 ;
T = Orange = 3 ;
Tolerance = Red = ± 3 % ;
∴ R = FS × 10T ± tolerance (%)
= 47 × 103 Ω ± 3%
∴ সর্বোচ্চ মান = 47 × 103 Ω + 3% = 48.41 kΩ Answer
∴ সর্বনিম্ন মান = 47 × 103 Ω - 3% = 45.59 kΩ Answer