.png)
পরিবাহীর পরিবাহিতার উপর তাপমাত্রার প্রভাব - চলতড়িৎ CQ জ্ঞানমূলক প্রশ্ন ও নমুনা উত্তর
চলতড়িৎ CQ জ্ঞানমূলক প্রশ্ন ও নমুনা উত্তর
01.পরিবাহীর পরিবাহিতার উপর তাপমাত্রার প্রভাব ব্যাখ্যা কর।
উত্তরঃ সাধারণত রোধ একটি পরিবাহীর মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ চলাচলে বাধা প্রদান করে। পরিবাহীর রোধ তাপমাত্রার সমানুপাতিক হয় এবং পরিবাহীর পরিবাহিতা রোধের ব্যস্তানুপাতে পরিবর্তিত হয়। অর্থাৎ পরিবাহিতা তাপমাত্রার সাথে ব্যস্তানুপাতে পরিবর্তিত হয়। তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলে পরিবাহিতা হ্রাস পায় এবং তাপমাত্রা হ্রাস পেলে পরিবাহিতা বৃদ্ধি পায়। কারণ তাপমাত্রা বৃদ্ধিতে পরিবাহীর অভ্যন্তরস্থ অণু পরমাণুর মধ্যে বর্ধিত সংঘর্ষের ফলে রোধ বাড়ে। আবার তাপমাত্রা হ্রাসে বিপরীত ঘটনা ঘটে।
02. তাপমাত্রার পরিবর্তনে পরিবাহীর রোধের পরিবর্তনের কারণ ব্যাখ্যা কর।
উত্তরঃ তাপমাত্রা পরিবর্তনে অণু-পরমাণু ও ইলেকট্রনের কম্পনের পরিবর্তনের কারণে রোধের পরিবর্তন ঘটে। তাপমাত্রা বাড়লে পরিবাহীর রোধ বাড়ে কিন্তু সমানুপাতিক হারে বাড়ে না। পরিবাহীর মধ্যে মুক্ত ইলেকট্রনের প্রবাহের ফলে তড়িৎ প্রবাহ হয়। মুক্ত ইলেকট্রন প্রবাহের সময় পরিবাহীর অণু পরমাণুর সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয়। এজন্য রোধের উৎপত্তি হয়। তাপমাত্রা বাড়ালে অণু- পরমাণুগুলোর কম্পন বেড়ে যায়, মুক্ত ইলেকট্রনগুলোর সাথে সংঘর্ষ বাড়ে। তাই রোধ বেড়ে যায়।
03. নিরাপত্তা ফিউজে নিম্ন গলনাঙ্ক বিশিষ্ট সংকর ধাতুর তার ব্যবহার করা হয় কেন?
উত্তরঃ ধাতু গলে যেতে পারে সেজন্য নিম্ন গলনাঙ্কের অতিরিক্ত তড়িৎ প্রবাহে যেনো সংকর ধাতু ব্যবহার হয়। নিরাপত্তা ফিউজে নিম্ন গলনাঙ্ক বিশিষ্ট সংকর ধাতুর তার ব্যবহার করা হয় কারণ তড়িৎ প্রবাহ একটি নির্দিষ্ট মান অতিক্রম করার পূর্বে ফিউজ তার গলে বিদ্যুৎ বিচ্ছিন্ন করে দেবে। ফলে বৈদ্যুতিক দূর্ঘটনা থেকে বিরত থাকা যাবে। এটি সাধারণত টিন ও সীসার মিশ্রণ থেকে তৈরি।
04. তড়িৎ কোষের তড়িৎচালক শক্তি 2.5V বলতে কী বোঝায়?
উত্তরঃ প্রতি একক আধানকে কোষ সমেত কোনো বর্তনীর এক বিন্দু থেকে সম্পূর্ণ বর্তনী ঘুরিয়ে আবার ঐ বিন্দুতে আনতে যে কাজ সম্পন্ন হয় তাকে ঐ কোষের তড়িচ্চালক শক্তি বলে। একটি কোষের তড়িচ্চালক শক্তি 2.5V বলতে বুঝায় IC আধানকে ঐ কোষ সমেত কোনো এক বিন্দু থেকে একবার সম্পূর্ণ বর্তনী ঘুরিয়ে পুনরায় ঐ বিন্দুতে আনতে 2.5 J কাজ সম্পন্ন হয়।
05. হুইটস্টোন ব্রিজের ভারসাম্য অবস্থা ব্যাখ্যা কর।
উত্তরঃ হুইটস্টোন ব্রিজের সাম্যাবস্থা বা নিস্পন্দ বিন্দু বলতে বুঝায়, গ্যালভানোমিটারের মধ্য দিয়ে কোনো তড়িৎ প্রবাহিত হচ্ছে না (ig = 0)। ফলে ব্রিজের একজোড়া (P, Q অথবা R, S) রোধে একই তড়িৎ প্রবাহ অতিক্রম করে (i₁ = i3 এবং i₂ = 14)1
এমতাবস্থায়, P/Q = R/S অনুপাতটি বজায় থাকে। ফলে C ও F এর বিভব পার্থক্য শূন্য হয়। এ কারণে । কারেন্ট শূন্য হয়।
06. নিরাপত্তা ফিউজে বিশুদ্ধ ধাতুর পরিবাহী তার ব্যবহার করলে কী ঘটবে? ব্যাখ্যা কর।
উত্তরঃ বিশুদ্ধ ধাতুর গলনাঙ্ক বেশি বলে নিরাপত্তা ফিউজে বিশুদ্ধ নিরাপত্তা ফিউজে সাধারণত সংকর ধাতুর পরিবাহী তার ব্যবহার করা হয় যার গলনাঙ্ক 300°C এর কম থাকে। ফলে কোনো কারণে বর্তনীতে উচ্চ তড়িৎ প্রবাহিত হলে তারটি গরম হয় ও গলে গিয়ে বৈদ্যুতিক সরবরাহ বন্ধ করে দেয়। বিশুদ্ধ ধাতুর গলনাঙ্ক অনেক বেশি থাকে ফলে ফিউজে বিশুদ্ধ ধাতুর পরিবাহী তার ব্যবহার করলে এটি অতিরিক্ত তড়িৎ প্রবাহের ক্ষেত্রে বিদ্যুৎ প্রবাহ বন্ধ করতে পারবে না। আর অতিরিক্ত তড়িৎ প্রবাহিত হলে যন্ত্রপাতি নষ্ট হতে পারে বা কোনো কোনো ক্ষেত্রে অগ্নিকাণ্ড ঘটতে পারে।
07. উচ্চ মানের রোধ পরিমাপে হুইটস্টোন ব্রিজ ব্যবহার করা হয় কি? ব্যাখ্যা কর।
উত্তরঃ উচ্চ মানের রোধ পরিমাপে হুইটস্টোন ব্রিজ ব্যবহার করা হয় না। হুইটস্টোন ব্রিজের অজানা রোধ (S) এর জায়গায় উচ্চ মানের রোধ রাখা হলে ঐ রোধের মধ্য দিয়ে খুব বেশি মানের তড়িৎ প্রবাহিত হয় না। ফলে ব্রিজের সুবেদিতা কমে যায় এবং তাই নিস্পন্দ অবস্থা শনাক্ত করা কঠিন হয়। এই কারণে উচ্চ মানের রোধ পরিমাপে হুইটস্টোন ব্রিজ ব্যবহৃত হয় না।
08. মিটার ব্রীজের প্রান্ত সংশোধন হয় কেন?
উত্তরঃ মিটার ব্রীজের তারের রোধ যদি সুষম না হয়, তাহলে এর প্রান্ত সংশোধনের প্রয়োজন হয়। এক্ষেত্রে, মিটার ব্রীজের দুই দিকে দুইটি জানা রোধ লাগিয়ে নিষ্ক্রিয় বিন্দু বের করা হয়। ব্রীজের তারের রোধ সুষম না হওয়ায় প্রাপ্ত নিষ্ক্রিয় বিন্দুর অবস্থান এবং = 100- সূত্র হতে প্রাপ্ত নিষ্ক্রিয় বিন্দুর অবস্থান সমান হয় না।
তাই তখন মিটার ব্রীজের দুই প্রান্তে প্রান্ত সংশোধনের দরকার পড়ে। বাম ও ডান প্রান্তের প্রান্ত সংশোধন a ও b হলে এবং P ও Q P দুইটি জানা রোধ হলে,= 1+a 100-l+b Q এবং= l'+a 100-l'+b হতে a ও b বের করা হয়।
09. অ্যামিটার এক প্রকার গ্যালভানোমিটার-ব্যাখ্যা কর।
উত্তরঃ গ্যালভানোমিটার খুব ছোট পরিমাণের তড়িৎ প্রবাহের অস্তিত্ব ও তড়িৎ প্রবাহের দিক নির্ণয়ে ব্যবহৃত হয়। অ্যামিটার তড়িৎ প্রবাহের মান পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত হয়। গ্যালভানোমিটারের সাথে সমান্তরালে একটি রোধ যোগ করে অ্যামিটার তৈরি করা যায়। তাই বলা যায়- অ্যামিটার এক প্রকার গ্যালভানোমিটার।
10. সরু ধাতব তারকে শান্ট হিসেবে ব্যবহার করা হয় না কেন ব্যাখ্যা কর।
উত্তরঃ অধিক পরিমাণ তড়িৎ প্রবাহ গিয়ে যেনো গ্যালভানোমিটারকে নষ্ট করতে না পারে তার জন্য গ্যালভানোমিটারের সাথে সমান্তরাল সমবায়ে স্বল্প মানের যে রোধ ব্যবহার করা হয় তাকে শান্ট বলে। আমরা জানি, এখানে,
রোধ,R
p = আপেক্ষিক রোধ R L = তারের দৈর্ঘ্য A = তারের প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল সুতরাং, রোধ তারের প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফলের ব্যাস্তানুপাতিক। সরু ধাতব তারের প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল কম হয়। ফলে রোধের মান বেশি হয়। শান্টের রোধের মান যেহেতু কম হতে হয় তাই সরু ধাতব তরকে শান্ট হিসাবে ব্যবহার করা হয় না।
12. তড়িৎ ব্যাটারির গায়ে 5 Amp-hour লেখার অর্থ ব্যাখ্যা কর।
উত্তরঃ কোনো তড়িৎ ব্যাটারির গায়ে 5 Amp-hour লেখা বলতে বুঝায়, ব্যাটারিটি সম্পূর্ণ চার্জিত অবস্থা হতে সম্পূর্ণ অচার্জিত অবস্থায় আসতে 5 × 3600 C চার্জ সরবরাহ করতে পারে। অন্যভাবে বলা যায়, ব্যাটারিটি 5 ঘণ্টা ধরে 1A কারেন্ট সরবরাহ করতে পারে।
13. কার্শফের ১ম সূত্র চার্জের সংরক্ষণ নীতি মেনে চলে- ব্যাখ্যা কর।
উত্তরঃ কার্শফের ১ম সূত্রানুযায়ী, বিদ্যুৎ বর্তনীর কোনো সংযোগ বিন্দুতে মিলিত প্রবাহমাত্রাগুলোর বীজগাণিতিক যোগফল শূন্য হয়। আমরা জানি, প্রবাহমাত্রা হল চার্জের প্রবাহ। এখন সংযোগ বিন্দুতে প্রবাহগুলোর যোগফল শূন্য না হবার অর্থ ঐ বিন্দুতে চার্জের সৃষ্টি বা ধ্বংস হওয়া যা চার্জের নিত্যতা সূত্রের সম্পূর্ণ পরিপন্থী। সুতরাং কার্শফের ১ম সূত্র চার্জের সংরক্ষণ নীতি মেনে চলে।
14. "টাংস্টেন রোধের উষ্ণতা সহগ 4.25 × 10-3/°C" বলতে কি বুঝ?
উত্তরঃ ০°C তাপমাত্রায় একক রোধের কোনো পরিবাহীর তাপমাত্রা প্রতি একক বৃদ্ধিতে তার রোধের যে বৃদ্ধি ঘটে তাকে ঐ পরিবাহীর উপাদানের রোধের উষ্ণতা সহগ বলে। টাংস্টেনের রোধের উষ্ণতা সহগ 4.25 × 10-3/°C বলতে বোঝায় 0°C তাপমাত্রায় 10 রোধবিশিষ্ট কোনো টাংস্টেন পরিবাহীর তাপমাত্রা 1°C বাড়লে এর রোধ 4.25 × 10-30 বাড়বে।
15. কোনো বর্তনীতে কোষের অভ্যন্তরীণ রোধের ভূমিকা কী?
উত্তরঃ কোষের ভেতর দিয়ে তড়িৎ প্রবাহ চলার সময় কোষের অভ্যন্তরস্থ তরল ও অন্যান্য পদার্থ তড়িৎ প্রবাহকে যে বাধা প্রদান করে তাকে কোষের অভ্যন্তরীণ রোধ বলে।
এখানে, 1 = মূল প্রবাহ E = তড়িচ্চালক শক্তি R = বহিঃবর্তনীর রোধ r = কোষের অভ্যন্তরীণ রোধ
r এর মান বৃদ্ধি পেলে । এর মান হ্রাস পাবে এবং প্রান্তীয় বিভব পার্থক্য হ্রাস পাবে (যেহেতু V = E - Ir)। আবার । এর মান হ্রাস পেলে । এর মান বৃদ্ধি পাবে এবং প্রান্তীয় বিভব পার্থক্য বৃদ্ধি পাবে। সুতরাং, তড়িৎ প্রবাহ ও প্রান্তীয় বিভব পার্থক্যের হ্রাস বৃদ্ধিতে। এর ভূমিকা রয়েছে।
16. তড়িৎ বর্তনীতে অ্যামিটার কেনো শ্রেণিতে সংযুক্ত করা হয়?
উত্তরঃ যে যন্ত্রের সাহায্যে কোনো বর্তনীর তড়িৎ প্রবাহ পরিমাপ করা হয় তাকে অ্যামিটার বলে। অ্যামিটারের রোধ সাধারণত শূন্য ধরা হয়। রোধ নগন্য হওয়ায় সমস্ত প্রবাহ এর ভেতর দিয়ে যাবে সেটাই স্বাভাবিক। কোন রোধের সমান্তরালে অ্যামিটার যুক্ত করলে সমস্ত প্রবাহ অ্যামিটারের ভেতর দিয়েই যাবে, রোধের ভেতর দিয়ে কোন প্রবাহ যাবে না। ফলে সঠিক তড়িৎ প্রবাহ জানা যাবে না। তাই অ্যামিটারকে শ্রেণিতে যুক্ত করা হয়।
17. কোনো বর্তনীর বিভব পার্থক্য ও তড়িচ্চালক বল একই নয় কেন, ব্যাখ্যা কর।
উত্তরঃ কোনো বর্তনীর এক বিন্দু থেকে অপর বিন্দুতে একটি একক ধনাত্মক আধান আনতে যে কাজ সম্পন্ন হয় থাকে ঐ দুই বিন্দুর বিভব পার্থক্য বলে। আবার, একটি একক ধনাত্মক আধানকে কোনো বর্তনীর এক বিন্দু থেকে কোষসহ সম্পূর্ণ বর্তনী ঘুরিয়ে আণতে যে কাজ সম্পন্ন তাকে ঐ কোষের তড়িচ্চালক বল বলে। তড়িচ্চালক বল গণনার সময় কোষের অভ্যন্তরীণ রোধ গণ্য করতে হয়, যার কারণে কাজের মান বৃদ্ধি পায়। তাই বর্তনীতে বিভব পার্থক্য ও তড়িচ্চালক বল এক হয় না। তড়িৎচালক বলের মান বিভব পার্থক্য থেকে সর্বদা বেশি হয়।
18. হারানো ভোল্ট বলতে কী বুঝায়?
উত্তরঃ কোষের তড়িচ্চালক শক্তির একটা অংশ যা কোষের ভেতর দিয়ে তড়িৎ প্রবাহ চালনা করতে ব্যয়িত হয় তাকে হারানো ভোল্ট বা নষ্ট ভোল্ট বলে। তড়িৎ প্রবাহ চলাকালীন ভোল্টমিটারের সাহায্যে কোনো কোষের দুই পাতের বিভব পার্থক্য পরিমাপ করা হলে মুক্ত অবস্থায় বিভব পার্থক্যের চেয়ে কিছুটা বিভব পার্থক্য কম পাওয়া যায়।
এই বিভব পার্থক্যের হ্রাসকেই হারানো ভোল্ট বলা হয়। বিভব পার্থক্য হলো কোনো বর্তনীর যেকোনো দুই বিন্দুর বৈদ্যুতিক বিভবের পার্থক্য। কিন্তু কোনো কোষের দুই প্রান্তের বৈদ্যুতিক চাপের পার্থক্যকে তড়িচ্চালক বল বলে।
বর্তনীতে তড়িচ্চালক বল, বিভব পার্থক্য অপেক্ষা বেশি হয়। কারণ, কোষের অভ্যন্তরীণ রোধের জন্য কোষে কিছু বিভব পতন ঘটে। ফলে, বর্তনীর বিভব পার্থক্য, তড়িচ্চালক বল অপেক্ষা যতটুকু কম তাই হলো হারানো ভোল্ট।
19. অ্যালুমিনিয়াম রোধের গুণাংক 3.9×10-3 (°C) -¹ বলতে কী বোঝায়?
উত্তরঃ ০°C তাপমাত্রা একক রোধের কোনো পরিবাহীর তাপমাত্রা প্রতি একক বৃদ্ধিতে তার রোধের যে বৃদ্ধি ঘটে তাকে এ পরিবাহীর উপদানের রোধের উষ্ণতা সহগ বলে। অ্যালুমিনিয়াম রোধের গুণাঙ্ক 3.9 × 10-3/°C বলতে বোঝায় যে, 0°C তাপমাত্রায় 10 রোধবিশিষ্ট অ্যালুমিনিয়াম তারের তাপমাত্রা 1°C বাড়ালে এর রোধ 3.9 × 10-30 বৃদ্ধি পায়।
20. কির্শফের দ্বিতীয় সূত্রটি ΣIR + ΣE = 0 আকারে লিখলে কোন বর্তনীর লুপে সূত্রটি প্রয়োগের ক্ষেত্রে IR ও E এর চিহ্নের নিয়ম কীরূপ হবে?
উত্তরঃ কির্শফের দ্বিতীয় সূত্রটি ∑IR + ∑E = 0 আকারে লিখলে কোনো বর্তনীর লুপে সূত্রটি প্রয়োগের ক্ষেত্রে IR ও E-এর চিহ্নের নিয়ম একই দিকে হবে। অর্থাৎ উভয়কেই প্রবাহের দিকে ধনাত্মক অথবা ঋণাত্মক ধরতে হবে।