এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন “একটি বৈদ্যুতিক বাতিকে 10 ভোল্ট তড়িৎচালক বলের একটি ব্যাটারির সঙ্গে যুক্ত করে দেখা গেল তার মধ্য দিয়ে 0.01 A তড়িৎপ্রবাহ চলছে। কিন্তু ওই বাতিকে 220 ভোল্ট মেইনের সঙ্গে যুক্ত করলে তার মধ্য দিয়ে স্থির প্রবাহ 0.05 A হয়। ওহমের সূত্রের সঙ্গে এই আপাত অসংগতি ব্যাখ্যা করো।” নিয়ে আলোচনা করব। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান পরীক্ষার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই “একটি বৈদ্যুতিক বাতিকে 10 ভোল্ট তড়িৎচালক বলের একটি ব্যাটারির সঙ্গে যুক্ত করে দেখা গেল তার মধ্য দিয়ে 0.01 A তড়িৎপ্রবাহ চলছে। কিন্তু ওই বাতিকে 220 ভোল্ট মেইনের সঙ্গে যুক্ত করলে তার মধ্য দিয়ে স্থির প্রবাহ 0.05 A হয়। ওহমের সূত্রের সঙ্গে এই আপাত অসংগতি ব্যাখ্যা করো।” প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের ষষ্ঠ অধ্যায় “চলতড়িৎ“ -এর একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক পরীক্ষায় এবং চাকরির পরীক্ষায় প্রায়ই দেখা যায়।
একটি বৈদ্যুতিক বাতিকে 10 ভোল্ট তড়িৎচালক বলের একটি ব্যাটারির সঙ্গে যুক্ত করে দেখা গেল তার মধ্য দিয়ে 0.01 A তড়িৎপ্রবাহ চলছে। কিন্তু ওই বাতিকে 220 ভোল্ট মেইনের সঙ্গে যুক্ত করলে তার মধ্য দিয়ে স্থির প্রবাহ 0.05 A হয়। ওহমের সূত্রের সঙ্গে এই আপাত অসংগতি ব্যাখ্যা করো।
ওহমের সূত্র প্রযোজ্য হয় তখনই, যদি পরিবাহীর উষ্ণতা ও অন্যান্য ভৌত অবস্থা অপরিবর্তিত থাকে। কিন্তু এক্ষেত্রে বাল্বটিকে 220 V মেইনের সঙ্গে যুক্ত করলে এটি ভাস্বর হয়ে জ্বলে, ফলে এর তাপমাত্রা অনেক বেড়ে যায়। এখন ধাতব পরিবাহীর তাপমাত্রা বাড়লে ওর রোধও বেড়ে যায়। তাই ওহমের সূত্রানুযায়ী, যদিও বাল্বটিকে 220 V মেইনের সঙ্গে যুক্ত করলে \(\frac{0.01 \times 220}{10} \text{ A} = 0.22 \text{ A}\) প্রবাহ হওয়া উচিত ছিল; কিন্তু ওর তাপমাত্রা অনেক বেড়ে যাওয়ার জন্য রোধও অনেক বেড়ে যায়। ফলে প্রবাহমাত্রা অনেক কমে যায়।
কিছু গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নোত্তর
হমের সূত্র কী? এটি কি সব সময় প্রযোজ্য?
ওহমের সূত্র অনুসারে, কোনো পরিবাহীর দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্য (V) এবং তার মধ্য দিয়ে প্রবাহিত তড়িৎপ্রবাহ (I) এর অনুপাত একটি ধ্রুবক, যাকে রোধ (R) বলে। অর্থাৎ, V/I = R (ধ্রুবক)।
না, ওহমের সূত্র শুধুমাত্র তখনই প্রযোজ্য হয় যখন পরিবাহীর ভৌত অবস্থা, যেমন তাপমাত্রা, অপরিবর্তিত থাকে। বাল্ব, হিটার কয়েল ইত্যাদির মতো উপাদানের রোধ তাপমাত্রার সাথে পরিবর্তিত হয়, তাই সেগুলো ওহমের সূত্র মেনে চলে না।
ব্যাটারির সাথে যুক্ত করার চেয়ে মেইন লাইনে যুক্ত করলে বাল্বের রোধ বেশি হয় কেন?
বাল্বের ফিলামেন্ট (সূক্ষ্ম তার) একটি ধাতব পরিবাহী। বেশিরভাগ ধাতুর রোধ তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে বাড়ে। ব্যাটারির সাথে সংযোগ করলে ফিলামেন্ট কম গরম হয় এবং তার রোধ কম থাকে। কিন্তু 220 V মেইনে সংযোগ করলে এটি খুব গরম হয়ে জ্বলে ওঠে এবং তার তাপমাত্রা ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি পায়। এই উচ্চ তাপমাত্রায় ফিলামেন্টের রোধও অনেক গুণ বেড়ে যায়।
বাল্বটির 10 V এবং 220 V -এ রোধ কত ছিল হিসাব করো।
10 V -এ রোধ – R₁ = V / I = 10V / 0.01 A = 1000 Ω (বা 1 kΩ)
220 V -এ রোধ – R₂ = V / I = 220V / 0.05 A = 4400 Ω (বা 4.4 kΩ)
এই হিসাবটি স্পষ্টভাবে প্রমাণ করে যে বাল্ব জ্বলে উঠলে (তাপমাত্রা বাড়লে) তার রোধ বেড়ে যায়।
যদি বাল্বটি ওহমের সূত্র মেনে চলত, তাহলে 220 V -এ কত তড়িৎপ্রবাহ হতো?
দি 10 V -এ প্রাপ্ত রোধ (1000 Ω) স্থির থাকত, তাহলে ওহমের সূত্র অনুযায়ী 220V-এ প্রবাহ হতো –
I = V / R = 220V / 1000 Ω = 0.22 A
কিন্তু বাস্তবে প্রবাহ হয় মাত্র 0.05 A, কারণ রোধ বেড়ে 4400 Ω হয়ে গিয়েছিল।
কোন কোন উপাদান ওহমের সূত্র মেনে চলে?
যেসব উপাদানের রোধ তাপমাত্রা, বিভব পার্থক্য ইত্যাদির সাথে পরিবর্তিত হয় না, সেগুলো ওহমের সূত্র মেনে চলে। যেমন – রেজিস্টর, পরিবাহী তার (স্বাভাবিক তাপমাত্রায়) ইত্যাদি। এগুলোকে ওহমিক বা রৈখিক পরিবাহী বলে।
বাল্ব জ্বলার সাথে এর রোধ বৃদ্ধির সম্পর্ক কী?
বাল্ব জ্বলার অর্থ হলো এর ফিলামেন্টের তাপমাত্রা খুব বেশি (প্রায় 2000°C – 3000°C) বেড়ে গেছে। যেহেতু ফিলামেন্ট টাংস্টেন ধাতুর তৈরি এবং টাংস্টেনের রোধ তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে বৃদ্ধি পায়, তাই বাল্ব জ্বলার সময় তার রোধ অনেক বেশি হয়। এটি একটি স্বাভাবিক ভৌত ধর্ম।
এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন “একটি বৈদ্যুতিক বাতিকে 10 ভোল্ট তড়িৎচালক বলের একটি ব্যাটারির সঙ্গে যুক্ত করে দেখা গেল তার মধ্য দিয়ে 0.01 A তড়িৎপ্রবাহ চলছে। কিন্তু ওই বাতিকে 220 ভোল্ট মেইনের সঙ্গে যুক্ত করলে তার মধ্য দিয়ে স্থির প্রবাহ 0.05 A হয়। ওহমের সূত্রের সঙ্গে এই আপাত অসংগতি ব্যাখ্যা করো।” নিয়ে আলোচনা করব। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান পরীক্ষার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই “একটি বৈদ্যুতিক বাতিকে 10 ভোল্ট তড়িৎচালক বলের একটি ব্যাটারির সঙ্গে যুক্ত করে দেখা গেল তার মধ্য দিয়ে 0.01 A তড়িৎপ্রবাহ চলছে। কিন্তু ওই বাতিকে 220 ভোল্ট মেইনের সঙ্গে যুক্ত করলে তার মধ্য দিয়ে স্থির প্রবাহ 0.05 A হয়। ওহমের সূত্রের সঙ্গে এই আপাত অসংগতি ব্যাখ্যা করো।” প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের ষষ্ঠ অধ্যায় “চলতড়িৎ“ -এর একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক পরীক্ষায় এবং চাকরির পরীক্ষায় প্রায়ই দেখা যায়। আশা করি এই আর্টিকেলটি আপনাদের জন্য উপকারী হয়েছে। আপনাদের কোনো প্রশ্ন বা অসুবিধা থাকলে, আমাদের সাথে টেলিগ্রামে যোগাযোগ করতে পারেন, আমরা উত্তর দেওয়ার চেষ্টা করব। তাছাড়া, নিচে আমাদের এই পোস্টটি আপনার প্রিয়জনের সাথে শেয়ার করুন, যাদের এটি প্রয়োজন হতে পারে। ধন্যবাদ।
মন্তব্য করুন