Chapter 3
প্ৰবাহী বিদ্য়ুত
অনুশীলনী
3.1 গাড়ী এখনৰ সঞ্চয়ক বেটাৰীটোৰ (storage cell) বিদ্যুত চালক বল 12V | বেটাৰীৰ অন্তঃৰোধ 0.4 Ωহ’লে বেটাৰীৰ পৰা পাব পৰা সৰ্ব্বোচ্চ প্ৰৱাহ নিৰ্ণয় কৰা।
উত্তৰঃ
3.2 10V পৰিমাণৰ বিদ্যুত চালক বলৰ আৰু 3Ωঅন্তঃৰোধৰ এটা বেটাৰী ৰোধক এটাৰ লগত সংযোজিত হৈ আছে। বৰ্তনীৰ প্ৰৱাহ 0.5 A হ’লে ৰোধকটোৰ ৰোধ কিমান? বৰ্তনীৰ বন্ধ অৱস্থাত বেটাৰীৰ প্ৰান্তীয় বিভৱান্তৰ কিমান?
উত্তৰঃ
3.3 (a) 1Ω, 2Ωআৰু 3Ωৰ তিনিটা ৰোধক শ্ৰেণীবদ্ধভাৱে সংযোজিত হৈ আছে। সমাহাৰটোৰ মুঠ ৰোধ কিমান?
উত্তৰঃ
3.4 (a) 2Ω, 4Ωআৰু 5Ωৰ তিনিটা ৰোধক সমান্তৰালভাৱে সংযোজিত হৈ আছে। সমাহাৰটোৰ মুঠ ৰোধ কিমান?
উত্তৰঃ
(b) সমাহাৰটো 20V বিদ্যুত চালক বলৰ আৰু মগণ্য অন্তঃৰোধৰ বেটাৰী এটাৰ লগত সংযোজিত কৰিলে প্ৰত্যেক ৰোধকৰ মাজেৰে যোৱা প্ৰৱাহ আৰু বেটাৰীৰ পৰা টনা মুঠ প্ৰৱাহ নিৰ্ণয় কৰা।
উত্তৰঃ
3.5 কোঠালীৰ উষ্ণতাত (37.0 0_C) হিটাৰৰ কুণ্ডলী এটাৰ ৰোধ 100Ω। কুণ্ডলীটোৰ ৰোধ 117Ω লৈবৃদ্ধি হ’লে তাৰ উষ্ণতা কিমান হ’ব? দিয়া আছে, ৰোধকটোৰ পদাৰ্থৰ উষ্ণতা গুণাংক 1.70 x 10^(-4 ) C^(-1 )।
উত্তৰঃ
3.6 15 m দীঘল 6.0 x 10^(-7) m^(2 )সুষম প্ৰস্থচ্ছেদৰ তাঁৰ এডালেদি নগণ্যভাৱে ক্ষুদ্ৰ প্ৰৱাহ চালিত হৈছে আৰু জুখিলত ইয়াৰ ৰোধ 5.0 Ωপোৱা গ’ল । পৰীক্ষাৰ উষ্ণতাত তাঁৰডালৰ পদাৰ্থৰ ৰোধকতা কিমান?
উত্তৰঃ
3.7 এডালৰূপৰতাঁৰৰ27.5^0C উষ্ণতাত ৰোধ 2.1Ωআৰু 100^0 C উষ্ণতাত ৰোধ 2.7Ω।ৰূপৰ ৰোধকতাৰ উষ্ণতা গুণাংক নিৰ্ণয় কৰা।
উত্তৰঃ
3.8 নাইক্ৰ’মেৰে বনোৱা তাপোতপাদক উপাদান (heating element) এটা 2.30 V উতসৰ লগত সংযোগ কৰিলত সি পোনতে 3.2 A প্ৰৱাহ টানিলে; কেই ছেকেণ্ডমানৰ পিছত এই প্ৰৱাহ 2.8 A ত সুস্থিৰ হ’ল। যদিও কোঠালীৰ উষ্ণতা 2.7.0 0^Cতেন্তে তাপেতপাদক উপাদানৰ সুস্থিৰ উষ্ণতা কিমান? সংশ্লিষ্ট উষ্ণতাৰ পৰিসৰত নাইক্ৰ’মৰ গড় উষ্ণতা গুণাংক হ’ল 1.70 x 10^(-4 0) C^(-1)
উত্তৰঃ
3.9 3.30 চিত্ৰত দেখুৱা সজ্জাৰ প্ৰত্যেক শাখাৰ প্ৰৱাহ নিৰ্ণয় কৰা।
3.10 (a) এখন মিটাৰ ব্ৰীজত (চিকত্ৰ 3.27) A প্ৰান্তৰ পৰা 39.5 cm দূৰত্বত য়ন্তলন বিন্দুটো পোৱা গ’ল। এই অৱস্থাত Y ৰোধকৰ মান 12.5 Ωআছিল। Xৰ ৰোধ নিৰ্ণয় কৰা। হুইটষ্ট’ন অথবা মিটাৰ ব্ৰীজৰ ৰোধবোৰ সংযোগ কৰিবলৈ কিয় তামৰ মোটাপটি ব্যৱহাৰ কৰা হয়?
(b) Xআৰু Y স্থান সাল সলনি কৰিলে সন্তলন বিন্দুৰ নতুন অৱস্থান নিৰ্ণয় কৰা।
©বাজ্ৰৰ সন্তলিত অৱস্থাত গোলভেন’মিটাৰ আৰু কোষৰ স্থান সাল সলনি কৰিলে কি হ’ব? গেলভেন’মিটাৰে কোনো প্ৰৱাহৰ উপস্থিতি ধৰা পেলাব নেকি?
উত্তৰঃ
3.11 8.0V বিদ্যুত চালক বলৰ আৰু 0.5Ωঅন্তঃৰোধৰ সঞ্চয়ক বেটাৰী এটা 15.5Ωৰ শ্ৰেণীবদ্ধ ৰোধক এটাৰ যোগেদি 120V প্ৰত্যক্ষ প্ৰৱাহৰ উতস এটাৰে আহিত কৰা হৈছে। আহিতকৰণৰ সময়ত বেটাৰীৰ প্ৰান্তীয় বিভৱান্তৰ কিমান? আহিতকৰণ বৰ্তনীত শ্ৰেণীৱদ্ধ ৰোধক কিয় ব্যৱহাৰ কৰাৰ উদ্দেশ্য কি?
উত্তৰঃ
3.12 এটা পটেনচিয়’ মিটাৰ বৰ্তনীত 1.25V বিদ্যুত চালত বলৰ কোষ এটাই তাঁৰডালৰ 35.0cm দৈৰ্ঘ্যত সন্তলন বিন্দুটো দিয়ে। কোষটো আন এটা কোষেৰে সলনি কৰাত সন্তলন বিন্দু 63.0cm লৈ আঁতৰি গ’ল। দ্বিতীয় কোষটোৰ বিদ্যুত চালক বল কিমান?
উত্তৰঃ
3.13 3.1 আদাহৰণ তামৰ পৰিবাহীত মুক্ত ইলেক্ট্ৰনৰ সংখ্যা ঘনত্ব হ’ল 8.5 x । 3.0 m দীঘল তাঁৰ এডালৰ এটা মুৰৰ পৰা আনটো মুৰলৈ যাবলৈ এটা ইলেক্ট্ৰনক কিমান সময়ৰ প্ৰয়োজন হ’ব? তাঁৰডালৰ প্ৰস্থচ্ছেদৰ ক্ষেত্ৰফল 2.0xআৰু ইয়াৰ মাজেৰে যোৱা প্ৰৱাহ 3.0A|
উত্তৰঃ
অতিৰিক্ত অনুশীলনী
3.14 ভূ-পৃষ্ঠৰ ঋণাত্মক আধানৰ পৃষ্ঠঘনত্বৰ মান 10^(-9) C m^(-2)| বায়ুমণ্ডলৰ শীৰ্ষ আৰু ভূ-পৃষ্ঠৰ মাজৰ 400kV বিভৱান্তৰে সমস্ত ভূ-গোলকত মাত্ৰ 1800 A প্ৰৱাহৰ জন্ম দিয়ে (ইয়াৰ কাৰণ হ’ল নিম্ন বায়ুমণ্ডলৰ কম পৰিবাহীতা)। বায়ুমণ্ডলীয় বৈদ্যুতিক ক্ষেত্ৰখন বজায় ৰখাৰ কোনো ব্যৱস্থা নাথাকিলে কিমান সময়ৰ ভিতৰত (মোটা-মুটিভাৱে) ভূ-পৃষ্ঠক প্ৰশমিত কৰিব পৰা যাব? ( বাস্তৱ ক্ষেত্ৰত ই অসম্ভৱ, কিয়নো পৃথিৱীৰ বিভিন্ন ঠাইত সংঘটিত বিজুলী ঢেৰেকণিৰে সৈতে অহা ধুমুহা, বজ্ৰপাত আদিৰ দৰে পৰিঘটনাই ভূ-পৃষ্ঠৰ বৈদ্যুতিক আধানৰ হৰণ-ভগন পূৰণ কৰে।) (পৃথিৱীৰ ব্যাসাৰ্দ্ধ = 6.37 x 10^6 m|)
উত্তৰঃ
3.15 (a) ছয়টা লেড-এচিড (lead-acid) জাতীয় সঞ্চায়ক কোষ শ্ৰেণীবদ্ধভাৱে সংযোগ কৰি 8.5Ωৰোধ এটালৈ শক্তিৰ যোগান ধৰা হৈছে। প্ৰত্যেকটো কোষৰ বিদ্যুত চালক বল 2.0V আৰু অন্তঃৰোধ 0.015Ω | যোগান ব্যৱস্থাৰ পৰা টনা প্ৰৱাহ আৰু তাঁৰ প্ৰান্তীয় বিভৱ কিমান?
(b) বহু দিন ধৰি ব্যৱহাৰ হৈ থকা সঞ্চায়ক কোষ এটাৰ বিদ্যুত চালক বলৰ মান 1.9V আৰু তাঁৰ সুবৃহত অন্তঃৰোধ হ’ল 380Ω | কোষটোৰ পৰা টানিব পৰা সৰ্ব্বোচ্চ পেৰৱাহ কিমান? কোষটোৱে গাড়ী এখনৰ ষ্টাৰ্টিং মটৰটো (starting motor) চলাব পাৰিবনে?
উত্তৰঃ
3.16 একে দৈঘ্যৰ এডাল এলুমিনিয়াম আৰু এডাল তামৰ তাঁৰৰ ৰোধ একে। তাঁৰ দুডালৰ কোনডাল বেছি পাতল। ইয়াৰ পৰা বিদ্যুত শক্তি পৰিবহনৰ ব্যৱহাৰ কৰা কেব’ল (cable) ৰ বাবে এলুমিনিয়াম কিয় অধিক পছন্দৰ ব্যাখ্যা কৰা।(p_AI= 2.63 x 10^(-8)Ωm, P_Cu= 1.72 x 10^(-8)Ω| এলুমিনিয়াম নআপেক্ষিক ঘনত্ব 2.7 আৰু কপাৰৰ 8.9)
উত্তৰঃ
3.17 মেংগানিন সংকৰৰ পৰা বনোৱা ৰোধ এটাৰ নিম্নোক্ত নিৰীক্ষণবোৰৰ পৰা কি সিদ্ধান্তত উপনীত হ’ব পাৰি?
প্ৰৱাহ A 0.2 0.4 o.6 0.8 1.0 2.0 বিভবান্তৰ V 3.94 7.87 11.8 15.7 19.7 39.4 প্ৰৱাহ A 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 বিভৱান্তৰ V 59.2 78.8 98.6 118.5 138.2 158.0
3.18 তলৰ প্ৰশ্নবোৰৰ উত্তৰ দিয়াঃ
(a) অসমান প্ৰস্থচ্ছেদৰ ধাতৱ পৰিবাহী এডালেদি সুস্থিৰ প্ৰৱাহ বৈ আছে। পৰিবাহীডালত কোল কেইটা ৰাশি ধ্ৰৱকঃ প্ৰৱাহ,প্ৰৱাহ ঘনত্ব, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্ৰ, অপৱাহ দ্ৰতি?
(b) সকলোবোৰ পৰিবাহী পদাৰ্থতে ওমৰ সূত্ৰ বিশ্বজনীনভাৱে প্ৰযোজ্য নে? যদি নহয়, তেন্তে ওমৰ সূত্ৰ মানি নচলা পদাৰ্থৰ উদাহৰণ দিয়া।
(c)কম বিভৱান্তৰৰ উতসৰ পৰা উচ্চ মানৰ প্ৰৱাহ পাবলৈ হ’লে উতসৰ অন্তঃৰোধ অতি কম হ’বই লাগিব কিয়?
(d) 6kV মানৰ উচ্চ বিভৱ উতসৰ (high tension supply) সুবৃহত অন্তঃৰোধ থাকিবই লাগিব।কিয়?
উত্তৰঃ
3.19 শুদ্ধ বিকল্প বাছি উলিওৱাঃ
(a) গঠনকাৰী ধাতু তুলনাত ধাতুৰ সংকৰৰ ৰোধকতা (বেছি/কম)।
উত্তৰঃ
(b) বিশুদ্ধ ধাতুৰ তুলনাত সংকৰ ধাতুৰ ৰোধৰ উষ্ণতা গুমাংক (কম/বেছি)।
উত্তৰঃ
© মেংগানিন সংকৰৰ ৰোধকতা উষ্ণতা বৃদ্ধিৰ সাপেক্ষে প্ৰায় উদাসীন/খৰতকীয়াকৈ বাঢ়ে।
উত্তৰঃ
(d) এবিধ দৃষ্টান্তমূলক অপৰিবাহীৰ (যেনে এম্বাৰ) ৰোধকতা ধাতুৰ তুলনাত (10^22/10^23) গুণে বেছি।
উত্তৰঃ
3.20 (a) R ৰোধৰ n টা ৰোধক দিয়া আছে(i) সৰ্ব্বচ্চ আৰু (ii) সৰ্বনিম্ন কাৰ্যকৰী ৰোধ পাবলৈ সিহঁতক কেনেকৈ সজাবা। সৰ্ব্বোচ্চ আৰু সৰ্বনিম্ন ৰোধৰ অনুপাত কিমান হ’ব।
উত্তৰঃ
(b)1Ω,2Ω,3Ωৰোধ দিয়া আছে। সিহঁতক কেনেকৈ সজালে (i) (11/3)Ω, (ii) (11/5)Ω, (iii) 6Ω, (iv)(6/11)Ωসমতুল্য ৰোধ পোৱা যাব?
উত্তৰঃ
(c) 3.31 চিত্ৰত দেখুৱা সজ্জাৰ সমতুল্য ৰোধ নিৰ্ণয় কৰা।
3.21 3.32 চিত্ৰৰ অসীম সজ্জাটোৱে 0.5Ωঅন্তঃৰোধৰ 12V বিভৱান্তৰৰ উতসৰ পৰা টনা প্ৰৱাহ নিৰ্ণয় কৰা। প্ৰত্যেক ৰোধকৰ ৰোধ 1Ω|
3.22 3.33 চিত্ৰত দেখুৱা পটেনচি’নিটাৰত 0.4o অন্তঃৰোধৰ আৰু 2.0 V ৰ কোষ এটাই AB ৰোধ তাঁৰত এক বিভৱ পতন অব্যাহত ৰাখিছে। 1.02 V স্থিৰ বিদ্যুত চালক বলৰ (মজলীয়া প্ৰৱাহৰ ক্ষেত্ৰত) এটা মানক কোষে তাঁৰডালৰ 67.3cm দৈৰ্ঘ্যৰ সন্তলন বিন্দুটো দিয়ে। মানক কোষৰ পৰা অতি নিম্ন মানৰ প্ৰৱাহ টনাটো নিশ্চিত কৰিবলৈ তাৰ লগত শ্ৰেণীৱদ্ধভাৱে 600 kΩৰ অতি উচ্চ ৰোধক এটা সংযোগ কৰি সৈ সন্তলন বিন্দুৰ ওচৰত তাক চৰ্ট (Short) কৰা হৈছে। তাৰ পিছত মানক কোষটো অজ্ঞাত বিদ্যুত চালক বলৰ কোষ এটাৰে বদলি কৰিলত সন্তলন বিন্দুটো তাঁৰডালৰ 82.3 cm দৈৰ্ঘ্যত পোৱা গ’ল।
εৰ মান কিমান?
(b) 600 kΩউচ্চ ৰোগৰ উপযোগীতা কি?
চালক কোষৰ (driver cell) অন্তঃৰোধে সন্তলন বিন্দুক প্ৰভাৱিত কৰিছে নেকি?
চালক কোষৰ বিদ্যুত চালক বল 2.0V ৰ সলনি 1.0 হোৱা হ’লে উপৰি উক্ত পৰিস্থিতি পদ্ধতিটো কাৰ্যকৰী হ’লহেঁতেন?
কম mV ৰ অনুক্ৰমৰ অতি ক্ষুদ্ৰ বিদ্যুত চালক বল [উদাহৰণ স্বৰূপে তাপ যুগলৰ (thermo couple) বিদ্যুত চালক বল] নিৰ্ণয় কৰাত বৰ্তনীটোৱে সূচাৰুভাৱে কাম কৰিবনে? যদি নকৰে, বৰ্তনীৰ সংশোধন কেনেকৈ কৰিবা?
উত্তৰঃ
3.23 3.34 চিত্ৰত দুটা ৰোধৰ তুলনাত অৰ্থে এটা পটেনচিয়’মিটাৰ বৰ্তনী দেখুৱা হৈছে। R= 10.0Ω মানক ৰোধৰ বাবে সন্তলন বিন্দু 58.3 cm ত পোৱা গ’ল; আনহাতে এটা অজ্ঞাত ৰোধ X ৰ বাবে সি হ’ল 68.5cm| X ৰ মান নিৰ্ণয় কৰা। ε বিদ্যুত চালক বলৰ প্ৰদত্ত কোযটোৱে সন্তলন বিন্দু প্ৰাপ্ত নহ’লে তুমি কি কৰিবা?
3.24 3.35 চিত্ৰত এটা 1.5 V কোষৰ অন্তঃৰোধ নিৰূপণৰ উদ্দেষ্য ব্যৱহিত হোৱা 2.0 V ৰ পটেনচিয়’মিটাৰ দেখুৱা হৈছে। মুক্ত বৰ্তনীত কোষটো সন্তলন বিন্দুৰ স্থান 76.3cm| কোষৰ বৰ্হিবৰ্তনীত 9.5Ω ৰ ৰোধক এটা ব্যৱহাৰ কৰিলে সন্তলন বিন্দু পটেনচিয়’মিটাৰৰ তাঁৰৰ 64.8cm দৈৰ্ঘ্যলৈ স্থানান্তৰিত হয়। কোষটোৰ অন্তঃৰোধ নিৰ্ণয় কৰা।