এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন “তড়িৎপ্রবাহের তাপীয় ফল বলতে কী বোঝো? তড়িৎপ্রবাহের তাপীয় ফল সংক্রান্ত জুলের সূত্রগুলির গাণিতিক রূপটি লেখো।” নিয়ে আলোচনা করব। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান পরীক্ষার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই “তড়িৎপ্রবাহের তাপীয় ফল বলতে কী বোঝো? তড়িৎপ্রবাহের তাপীয় ফল সংক্রান্ত জুলের সূত্রগুলির গাণিতিক রূপটি লেখো।” প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের ষষ্ঠ অধ্যায় “চলতড়িৎ“ -এর একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক পরীক্ষায় এবং চাকরির পরীক্ষায় প্রায়ই দেখা যায়।
তড়িৎপ্রবাহের তাপীয় ফল বলতে কী বোঝো?
তড়িৎপ্রবাহের তাপীয় ফল: কোনো পরিবাহীর মধ্য দিয়ে তড়িৎপ্রবাহ হলে পরিবাহীতে তাপের উদ্ভব হয়, অর্থাৎ পরিবাহীটি উত্তপ্ত হয়ে ওঠে। একে তড়িৎপ্রবাহের তাপীয় ফল বলে।
তড়িৎপ্রবাহের তাপীয় ফল সংক্রান্ত জুলের সূত্রগুলির গাণিতিক রূপটি লেখো।
R রোধযুক্ত কোনো পরিবাহীতে t সময় ধরে I তড়িৎপ্রবাহমাত্রা চালু থাকলে যদি H তাপ উৎপন্ন হয় তবে –
- H ∝ I²; যখন, R ও t ধ্রুবক।
- H ∝ R; যখন, I ও t ধ্রুবক।
- H ∝ t; যখন, I ও R ধ্রুবক।
∴ H ∝ I²Rt; যখন, I, R ও t সকলেই চলরাশি।
বা, \(H = \frac{I^2 R t}{J}\); যেখানে J হল একটি ধ্রুবক।
যদি H -কে ক্যালোরিতে, I -কে অ্যাম্পিয়ারে, R-কে ওহমে ও t-কে সেকেন্ডে প্রকাশ করা হয়, তবে J (তাপের যান্ত্রিক তুল্যাঙ্ক) -এর মান হয় 4.2 J/cal।
∴ \(H = \frac{I^2 R t}{4.2}\) ক্যালোরি = 0.24I²Rt ক্যালোরি।
∴ SI এককে সূত্রটিকে লেখা যায়, H = I²Rt জুল।
কিছু গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নোত্তর
তড়িৎপ্রবাহের তাপীয় ফল কী?
কোনো পরিবাহীর মধ্য দিয়ে তড়িৎপ্রবাহ প্রবাহিত হলে পরিবাহীতে যে তাপ উৎপন্ন হয় এবং পরিবাহীটি উত্তপ্ত হয়ে ওঠে, সেই ঘটনাকেই তড়িৎপ্রবাহের তাপীয় ফল বলে।
তাপীয় ফলের সূত্রটি (জুলের সূত্র) গাণিতিকভাবে লেখো।
তাপীয় ফলের মূল গাণিতিক সূত্রটি হলো –
H = I²Rt(জুল)
এখানে,
H = উৎপন্ন তাপ (জুল এককে)
I = প্রবাহমাত্রা (অ্যাম্পিয়ার)
R = রোধ (ওহম)
t = সময় (সেকেন্ড)
বৈদ্যুতিক হিটার কিভাবে কাজ করে?
বৈদ্যুতিক হিটার তড়িৎপ্রবাহের তাপীয় ফল নীতির উপর কাজ করে। এটি নাইক্রোম বা অন্য কোনো উচ্চ রোধযুক্ত তারের (হিটিং এলিমেন্ট) তৈরি। যখন এর মধ্য দিয়ে তড়িৎপ্রবাহ যায়, রোধের কারণে প্রচুর তাপ উৎপন্ন হয় (H = I²Rt সূত্র অনুযায়ী)। এই তাপ আশেপাশের বাতাসকে গরম করে, যা পাখা বা প্রাকৃতিক পরিচলনের মাধ্যমে ঘরে ছড়িয়ে পড়ে।
বৈদ্যুতিক বাল্বের ফিলামেন্ট জ্বলে উঠে কিন্তু তারের তার গরম হয় না কেন?
বৈদ্যুতিক বাল্বের ফিলামেন্ট টাংস্টেন ধাতুর তৈরি, যার রোধ অনেক বেশি এবং গলনাঙ্কও খুব উঁচু। তড়িৎপ্রবাহ প্রবাহিত হলে প্রচুর তাপ উৎপন্ন হয়, যা ফিলামেন্টকে এতটাই গরম করে যে তা আলো বিকিরণ শুরু করে। অপরদিকে, সংযোগকারী তার তামার তৈরি, যার রোধ অত্যন্ত কম। একই প্রবাহমাত্রায় সেখানে তাপ উৎপন্ন হয় খুব কম (H ∝ R), তাই তারগুলো দৃশ্যমানভাবে গরম হয় না।
উৎপন্ন তাপ (H) প্রবাহমাত্রার (I) সাথে কীভাবে সম্পর্কিত?
উৎপন্ন তাপ প্রবাহমাত্রার বর্গের (I²) সাথে সরাসরি সমানুপাতিক। অর্থাৎ, প্রবাহমাত্রা দ্বিগুণ করলে উৎপন্ন তাপ হবে চার গুণ।
ফিউজ কিভাবে কাজ করে?
ফিউজ হলো তাপীয় ফলের একটি সুরক্ষামূলক প্রয়োগ। এটি একটি স্বল্প গলনাঙ্কযুক্ত ও নিম্ন রোধের তার। সার্কিটে স্বাভাবিক প্রবাহ থাকলে এটি সাধারণ তারের মতো কাজ করে। কিন্তু যদি প্রবাহমাত্রা হঠাৎ বেড়ে যায় (অতিপ্রবাহ), তবে ফিউজে অতিরিক্ত তাপ উৎপন্ন হয়, যা ফিউজের তারকে গলিয়ে দেয়। এর ফলে সার্কিট বিচ্ছিন্ন হয়ে যায় এবং যন্ত্রপাতি নিরাপদ থাকে।
বৈদ্যুতিক ইস্ত্রি ও হিটারে একই নীতি কাজ করে, কিন্তু তাদের নকশা ভিন্ন কেন?
উভয়ই তাপীয় ফলের নীতিতে কাজ করে, কিন্তু তাদের উদ্দেশ্য ভিন্ন। হিটার গরম বাতাস তৈরি করার জন্য ব্যবহৃত হয়, তাই এর হিটিং এলিমেন্ট খোলা থাকে যাতে বাতাস সরাসরি তাপ পায়। অপরদিকে, ইস্ত্রির কাজ কাপড় সেঁকানো, তাই এর হিটিং এলিমেন্ট একটি মসৃণ, চকচকে ও ভারী ধাতব প্লেটের (সল) নিচে লাগানো থাকে, যা চাপ দিয়ে সমানভাবে তাপ ছড়িয়ে দেয়।
তাপের যান্ত্রিক তুল্যাঙ্ক (J) কী? এর মান কত?
তাপের যান্ত্রিক তুল্যাঙ্ক (J) হলো একটি ধ্রুবক, যা নির্দেশ করে 1 ক্যালোরি তাপ উৎপন্ন করতে কত জুল কাজ প্রয়োজন। এর মান হলো –
J = 4.2 জুল/ক্যালোরি
এ কারণে জুল সূত্রকে আমরা লিখতে পারি –
H = I²Rt (জুল এককে)
H = (I²Rt)/4.2 (ক্যালোরি এককে)
এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন “তড়িৎপ্রবাহের তাপীয় ফল বলতে কী বোঝো? তড়িৎপ্রবাহের তাপীয় ফল সংক্রান্ত জুলের সূত্রগুলির গাণিতিক রূপটি লেখো।” নিয়ে আলোচনা করব। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান পরীক্ষার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই “তড়িৎপ্রবাহের তাপীয় ফল বলতে কী বোঝো? তড়িৎপ্রবাহের তাপীয় ফল সংক্রান্ত জুলের সূত্রগুলির গাণিতিক রূপটি লেখো।” 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