এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন “শ্রেণি ও সমান্তরাল সমবায়ে যুক্ত ফিলামেন্টযুক্ত বাল্বের উজ্জ্বলতার তুলনার জন্য একটি পরীক্ষা ব্যবস্থার বর্ণনা দাও।” নিয়ে আলোচনা করব। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান পরীক্ষার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই “শ্রেণি ও সমান্তরাল সমবায়ে যুক্ত ফিলামেন্টযুক্ত বাল্বের উজ্জ্বলতার তুলনার জন্য একটি পরীক্ষা ব্যবস্থার বর্ণনা দাও।” প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের ষষ্ঠ অধ্যায় “চলতড়িৎ“ -এর একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক পরীক্ষায় এবং চাকরির পরীক্ষায় প্রায়ই দেখা যায়।
শ্রেণি ও সমান্তরাল সমবায়ে যুক্ত ফিলামেন্টযুক্ত বাল্বের উজ্জ্বলতার তুলনার জন্য একটি পরীক্ষা ব্যবস্থার বর্ণনা দাও।
প্রয়োজনীয় যন্ত্রপাতি –
- কয়েকটি টর্চের ব্যাটারি,
- ব্যাটারি বাক্স,
- সুইচ,
- টর্চলাইটের বাল্ব,
- কয়েকটি অন্তরিত তামার তার।
পরীক্ষা ব্যবস্থা ও ফলাফল –
- ব্যাটারিগুলিকে ব্যাটারি বাক্সের মধ্যে ঠিকভাবে বসিয়ে তামার তারের সাহায্যে একটি বাল্বকে ব্যাটারি বাক্স এবং সুইচের সঙ্গে যুক্ত করা হল [চিত্র (a)]। এবার সুইচ অন করে বর্তনীটি সংহত করলে বাল্বটিকে উজ্জ্বলভাবে জ্বলতে দেখা যাবে।
- এবার দুটি বাল্বকে শ্রেণি সমবায়ে যুক্ত করে ওই সমবায়কে সুইচ ও ব্যাটারি বাক্সের সঙ্গে যুক্ত করে চিত্র (b) -এর মতো বর্তনী তৈরি করা হল। এবার সুইচ অন করলে দেখা যাবে বাল্বগুলি পূর্বের তুলনায় কম উজ্জ্বলতায় জ্বলছে। এক্ষেত্রে বাল্ব দুটি শ্রেণি সমবায়ে যুক্ত থাকায় বর্তনীতে মোট রোধ বেশি হয়, ফলে বর্তনীতে প্রবাহমাত্রা কমে যায়। এর ফলে বাল্ব দুটির উজ্জ্বলতা হ্রাস পায়। এই বর্তনী থেকে যে-কোনো একটি বাল্বকে হোল্ডার থেকে খুলে নিলে দেখা যায় অন্য বাল্বটিও আর জ্বলে না। এর কারণ যেহেতু বাল্ব দুটি শ্রেণি সমবায়ে যুক্ত তাই যে-কোনো একটি বাল্ব খুলে নিলে বর্তনীটি ছিন্ন হয়।
- এবার বাল্ব দুটিকে সমান্তরাল সমবায়ে যুক্ত করে সমবায়টিকে ব্যাটারি ও সুইচের সঙ্গে চিত্র (c) -এর মতো যুক্ত করে বর্তনী তৈরি করা হল। এবার সুইচ অন করলে দেখা যাবে বাল্ব দুটি পূর্বাপেক্ষা অধিক উজ্জ্বলতায় জ্বলছে এবং বাল্ব দুটির প্রত্যেকটির উজ্জ্বলতা সমান। এক্ষেত্রে বাল্ব দুটি সমান্তরাল সমবায়ে যুক্ত থাকায় বর্তনীর তুল্য রোধ হ্রাস পায়, ফলে প্রবাহমাত্রা বৃদ্ধি পায়। তাই বাল্বদ্বয়ের উজ্জ্বলতা পূর্বাপেক্ষা বেশি হয়। আবার বাল্বগুলির রোধ সমান হওয়ায় মোট প্রবাহমাত্রা বাল্বদ্বয়ের মধ্য দিয়ে সমানভাবে বিভক্ত হয় ফলে ওদের মধ্য দিয়ে সমান প্রবাহমাত্রা যায়। তাই ওদের প্রত্যেকের উজ্জ্বলতা সমান হয়। এই বর্তনী থেকে যে-কোনো একটি বাল্বকে হোল্ডার থেকে খুলে নিলেও অন্য বাল্বটি জ্বলবে, কারণ একটি বাল্ব খুলে নিলেও বর্তনীটি সংযুক্ত থাকে।
কিছু গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নোত্তর
শ্রেণি সমবায়ে দুটি অভিন্ন বাল্ব জ্বালালে সেগুলো কম উজ্জ্বল হয় কেন?
শ্রেণি সমবায়ে বাল্বগুলোর রোধ যোগ হয়, ফলে বর্তনীর মোট রোধ বৃদ্ধি পায়। একই ভোল্টেজের ব্যাটারি ব্যবহার করলে, ওহমের সূত্রানুসারে (I = V/R), মোট রোধ বাড়ার কারণে বর্তনীতে মোট প্রবাহমাত্রা (কারেন্ট) কমে যায়। যেহেতু প্রতিটি বাল্বের মধ্য দিয়ে এই কম কারেন্টই প্রবাহিত হয়, তাই বাল্বগুলো কম উজ্জ্বলভাবে জ্বলে।
সমান্তরাল সমবায়ে বাল্বগুলো বেশি উজ্জ্বল হয় কেন?
সমান্তরাল সমবায়ে বর্তনীর তুল্য রোধ হ্রাস পায়। কারণ, সমান্তরালে যুক্ত প্রতিটি শাখার জন্য আলাদা কারেন্ট প্রবাহের পথ তৈরি হয়। ব্যাটারির ভোল্টেজ স্থির থাকায়, মোট রোধ কমে গেলে বর্তনীতে মোট প্রবাহমাত্রা (কারেন্ট) বৃদ্ধি পায়। এই বৃদ্ধিপ্রাপ্ত কারেন্ট বাল্বগুলোর মধ্য দিয়ে বিভক্ত হয়ে যায়, ফলে প্রতিটি বাল্বের মধ্য দিয়ে পৃথকভাবে পর্যাপ্ত কারেন্ট প্রবাহিত হয় এবং তারা বেশি উজ্জ্বলভাবে জ্বলে।
শ্রেণি সমবায়ে একটি বাল্ব খারাপ হলে বা খুলে নিলে অন্যটি জ্বলে না কেন?
শ্রেণি সমবায়ে বাল্বগুলো একটি একক বর্তনীপথ তৈরি করে। এটি অনেকটা একটি রিংয়ের মতো, যেখানে একটি মাত্র পথ দিয়ে কারেন্ট প্রবাহিত হয়। এই পথের যেকোনো একটি অংশ (একটি বাল্ব) বিচ্ছিন্ন করলে বা খারাপ হলে সম্পূর্ণ বর্তনীপথটি ছিন্ন হয়ে যায়। ফলে কারেন্ট প্রবাহ সম্পূর্ণরূপে বন্ধ হয়ে যায় এবং অন্য বাল্বটিও জ্বলে না।
সমান্তরাল সমবায়ে একটি বাল্ব খুলে নিলেও অন্যটি জ্বলে কেন?
সমান্তরাল সমবায়ে প্রতিটি বাল্বের জন্য আলাদা আলাদা স্বাধীন কারেন্ট প্রবাহের পথ থাকে। একটি বাল্বের বর্তনীপথ বিচ্ছিন্ন করলে বা খারাপ হলে, শুধুমাত্র সেই শাখাটি বিচ্ছিন্ন হয়। অন্য বাল্বটির নিজস্ব সম্পূর্ণ বর্তনীপথ অক্ষত থাকে, তাই সেটি স্বাভাবিকভাবেই কারেন্ট পেয়ে যায় এবং জ্বলতে থাকে।
শ্রেণি ও সমান্তরাল সমবায়ে যুক্ত ফিলামেন্টযুক্ত বাল্ব দুটির উজ্জ্বলতা ভিন্ন হলে এর কারণ কী হতে পারে?
পরীক্ষাটি দুটি অভিন্ন (একই ওয়াটের) বাল্ব ব্যবহার করার কথা। যদি বাল্ব দুটির উজ্জ্বলতা ভিন্ন হয়, তাহলে এর অর্থ হলো সেগুলো অভিন্ন নয়। ভিন্ন ওয়াটের বাল্বের রোধ ভিন্ন হয় (P = V²/R, তাই কম ওয়াট = বেশি রোধ)। ফলে, শ্রেণি সমবায়ে বেশি রোধের বাল্বটি বেশি উজ্জ্বল (কারণ এটির দুই প্রান্তে বেশি ভোল্টেজ ড্রপ হয়) এবং কম রোধের বাল্বটি কম উজ্জ্বল হবে। সমান্তরাল সমবায়ে উজ্জ্বলতা প্রায় একই হবে, কারণ প্রত্যেকটি বাল্বই সম্পূর্ণ ব্যাটারির ভোল্টেজ পায়।
এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন “শ্রেণি ও সমান্তরাল সমবায়ে যুক্ত ফিলামেন্টযুক্ত বাল্বের উজ্জ্বলতার তুলনার জন্য একটি পরীক্ষা ব্যবস্থার বর্ণনা দাও।” নিয়ে আলোচনা করব। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান পরীক্ষার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই “শ্রেণি ও সমান্তরাল সমবায়ে যুক্ত ফিলামেন্টযুক্ত বাল্বের উজ্জ্বলতার তুলনার জন্য একটি পরীক্ষা ব্যবস্থার বর্ণনা দাও।” 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