এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন “সমপ্রস্থচ্ছেদবিশিষ্ট একটি লম্বা ও একটি ছোটো তামার তারের মধ্য দিয়ে একই সময় ধরে একই পরিমাণ তড়িৎ পাঠালে কোন্ তারটি বেশি উত্তপ্ত হবে ও কেন?” নিয়ে আলোচনা করব। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান পরীক্ষার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই “সমপ্রস্থচ্ছেদবিশিষ্ট একটি লম্বা ও একটি ছোটো তামার তারের মধ্য দিয়ে একই সময় ধরে একই পরিমাণ তড়িৎ পাঠালে কোন্ তারটি বেশি উত্তপ্ত হবে ও কেন?” প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের ষষ্ঠ অধ্যায় “চলতড়িৎ“ -এর একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক পরীক্ষায় এবং চাকরির পরীক্ষায় প্রায়ই দেখা যায়।
সমপ্রস্থচ্ছেদবিশিষ্ট একটি লম্বা ও একটি ছোটো তামার তারের মধ্য দিয়ে একই সময় ধরে একই পরিমাণ তড়িৎ পাঠালে কোন্ তারটি বেশি উত্তপ্ত হবে ও কেন?
সমপ্রস্থচ্ছেদবিশিষ্ট একটি লম্বা ও একটি ছোটো তামার তারের মধ্য দিয়ে একই সময় ধরে একই পরিমাণ তড়িৎ পাঠালে লম্বা তারটি বেশি উত্তপ্ত হবে।
কারণ আমরা জানি, \(R=\rho\frac1A\) অর্থাৎ একই উপাদান ও একই প্রস্থচ্ছেদবিশিষ্ট তারের রোধ ওর দৈর্ঘ্যের সমানুপাতিক। লম্বা তারটির রোধ ছোটো তারটির রোধ অপেক্ষা বেশি হয়। আবার জুলের সূত্রানুযায়ী, পরিবাহীর মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহমাত্রা ও তড়িৎপ্রবাহের সময় অপরিবর্তিত থাকলে, পরিবাহীতে উৎপন্ন তাপ রোধের সমানুপাতিক হয়। অর্থাৎ, পরিবাহীর রোধ বেশি হলে ওতে উৎপন্ন তাপের পরিমাণ বেশি হবে। লম্বা তারটির রোধ বেশি হওয়ায় লম্বা তারটি বেশি উত্তপ্ত হবে।
কিছু গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নোত্তর
একই দৈর্ঘ্য কিন্তু ভিন্ন প্রস্থচ্ছেদবিশিষ্ট দুটি তামার তারে একই সময় ধরে একই তড়িৎপ্রবাহ পাঠালে কোনটি বেশি উত্তপ্ত হবে?
যে তারটির প্রস্থচ্ছেদ কম (অর্থাৎ যা চিকন) সেটি বেশি উত্তপ্ত হবে। কারণ, রোধ \(R=\rho\frac1A\) সূত্র অনুযায়ী, প্রস্থচ্ছেদ (A) কম হলে রোধ (R) বেশি হয়। জুলের তাপ সূত্র (H = I²Rt) অনুসারে, একই প্রবাহ (I) ও সময় (t) এর জন্য রোধ (R) বাড়লে উৎপন্ন তাপ (H) ও বাড়ে।
একই দৈর্ঘ্য ও প্রস্থচ্ছেদ কিন্তু ভিন্ন উপাদানের (যেমন- তামা ও অ্যালুমিনিয়াম) দুটি তারে একই পরিমাণ তড়িৎপ্রবাহ পাঠালে কোনটি বেশি উত্তপ্ত হবে?
যে উপাদানের রোধীতা (ρ) বেশি, সেই তারটি বেশি উত্তপ্ত হবে। কারণ, রোধ \(R=\rho\frac1A\) সূত্রানুযায়ী, l ও A সমান থাকলে রোধীতা (ρ) যার বেশি, তার রোধ (R) বেশি হবে। ফলে জুলের সূত্র (H = I²Rt) অনুযায়ী, সেটিতে বেশি তাপ উৎপন্ন হবে।
জুলের তাপ সূত্রে সময় (t) এর ভূমিকা কী?
জুলের সূত্র H = I²Rt অনুযায়ী, উৎপন্ন তাপ (H) প্রবাহের সময় (t) এর সমানুপাতিক। অর্থাৎ, একই রোধ ও প্রবাহমাত্রায়, যত বেশি সময় ধরে বিদ্যুৎ প্রবাহিত করা হবে, তত বেশি তাপ উৎপন্ন হবে।
‘একই পরিমাণ তড়িৎ’ বলতে কী বোঝানো হয়েছে?
এখানে “একই পরিমাণ তড়িৎ” বলতে তড়িৎ প্রবাহমাত্রা (I) কে বোঝানো হয়েছে, আধান (Q) কে নয়। এর মানে হল দুটি তারের মধ্য দিয়ে একই মানের অ্যাম্পিয়ার (A) এর প্রবাহ একই সময় ধরে পাঠানো হয়েছে। যদি একই আধান (Q) বোঝাত, তাহলে উত্তর ভিন্ন হত।
যদি একই আধান (Q) একই সময়ে পাঠানো হত, তাহলে উত্তরের কী পরিবর্তন হত?
হ্যাঁ, উত্তরের পরিবর্তন হত। আধান Q = It। যদি একই আধান Q একই সময় t তে পাঠানো হয়, তার মানে প্রবাহমাত্রা I-ও সমান হবে। তাই উত্তর একই থাকবে। কিন্তু যদি শুধু মোট আধান Q সমান হয় (সময় t সমান না হয়), তাহলে প্রবাহমাত্রা ভিন্ন হবে এবং জুলের সূত্র (H = I²Rt) ব্যবহার করে তুলনা করতে হবে, যা আগের উত্তর থেকে ভিন্ন হবে।
এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন “সমপ্রস্থচ্ছেদবিশিষ্ট একটি লম্বা ও একটি ছোটো তামার তারের মধ্য দিয়ে একই সময় ধরে একই পরিমাণ তড়িৎ পাঠালে কোন্ তারটি বেশি উত্তপ্ত হবে ও কেন?” নিয়ে আলোচনা করব। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান পরীক্ষার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই “সমপ্রস্থচ্ছেদবিশিষ্ট একটি লম্বা ও একটি ছোটো তামার তারের মধ্য দিয়ে একই সময় ধরে একই পরিমাণ তড়িৎ পাঠালে কোন্ তারটি বেশি উত্তপ্ত হবে ও কেন?” 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