পদাৰ্থ বিজ্ঞান - বিদ্যুৎ প্ৰবাহ

মূল ধাৰণা আৰু সূত্ৰসমূহ

পদাৰ্থ বিজ্ঞানৰ বিদ্যুৎ প্ৰবাহৰ বাবে ৫-৭টা অতি প্ৰয়োজনীয় ধাৰণা দিয়ক:

# ধাৰণা চমু ব্যাখ্যা
ওহমৰ সূত্ৰ V = IR, য’ত V=ভ’ল্টেজ, I=প্ৰবাহ, R=ৰোধ
ক্ষমতাৰ সূত্ৰ P = VI = I²R = V²/R (ৰোধকত অপচয় হোৱা ক্ষমতা)
শ্ৰেণীবদ্ধ ৰোধ R_মুঠ = R₁ + R₂ + R₃ + … (শ্ৰেণীত পোনপটীয়াকৈ যোগ কৰক)
সমান্তৰাল ৰোধ 1/R_মুঠ = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + … (বিপৰীতমানৰ সূত্ৰ)
জুলৰ সূত্ৰ H = I²Rt (প্ৰবাহৰ দ্বাৰা উৎপন্ন হোৱা তাপ, H জুলত)
প্ৰবাহৰ সংজ্ঞা I = Q/t, য’ত Q=কুলম্বত আধান, t=ছেকেণ্ডত সময়
ৰোধৰ সূত্ৰ R = ρl/A, য’ত ρ=ৰোধকতা, l=দৈৰ্ঘ্য, A=ক্ষেত্ৰফল

১০টা অনুশীলন বহুবিকল্পী প্ৰশ্ন (MCQ)

বৰ্ধিত কঠিনতাৰে ১০টা MCQ সৃষ্টি কৰক (Q1-3: সহজ, Q4-7: মধ্যমীয়া, Q8-10: কঠিন)

Q1. ৰেলৰ হেডলাইট বাল্বটো 24V ত কাম কৰে আৰু 2A প্ৰবাহ টানে। ইয়াৰ ৰোধ কিমান? A) 48Ω B) 12Ω C) 24Ω D) 6Ω

উত্তৰ: B) 12Ω

সমাধান: ওহমৰ সূত্ৰ ব্যৱহাৰ কৰি: R = V/I R = 24V ÷ 2A = 12Ω

চুটকাট: R = V/I (পোনপটীয়া প্ৰয়োগ)

ধাৰণা: পদাৰ্থ বিজ্ঞান বিদ্যুৎ প্ৰবাহ - মৌলিক ওহমৰ সূত্ৰৰ প্ৰয়োগ

Q2. ৰেলৱে সংকেতত 5 মিনিটৰ বাবে 6A প্ৰবাহ ব্যৱহাৰ কৰে। ইয়াৰ মাজেৰে কিমান আধান প্ৰৱাহিত হয়? A) 1800C B) 30C C) 300C D) 180C

উত্তৰ: A) 1800C

সমাধান: সময় = 5 মিনিট = 300 ছেকেণ্ড Q = I × t = 6A × 300s = 1800C

চুটকাট: প্ৰথমে মিনিটক ছেকেণ্ডলৈ ৰূপান্তৰ কৰক

ধাৰণা: পদাৰ্থ বিজ্ঞান বিদ্যুৎ প্ৰবাহ - আধানৰ গণনা

Q3. 4Ω আৰু 6Ω ৰ দুটা ৰোধক 12V বেটাৰীৰ লগত শ্ৰেণীবদ্ধভাৱে সংযোগ কৰা হৈছে। মুঠ প্ৰবাহ কিমান? A) 1.2A B) 2A C) 5A D) 0.5A

উত্তৰ: A) 1.2A

সমাধান: R_মুঠ = 4Ω + 6Ω = 10Ω I = V/R = 12V ÷ 10Ω = 1.2A

চুটকাট: শ্ৰেণী: ৰোধক পোনপটীয়াকৈ যোগ কৰক

ধাৰণা: পদাৰ্থ বিজ্ঞান বিদ্যুৎ প্ৰবাহ - শ্ৰেণী বৰ্তনী

Q4. 100m দৈৰ্ঘ্যৰ ৰেলৱে ট্ৰেকৰ ৰোধ 0.5Ω। একে ট্ৰেকৰ 250m ৰ ৰোধ কিমান? A) 1.25Ω B) 2.5Ω C) 0.2Ω D) 1Ω

উত্তৰ: A) 1.25Ω

সমাধান: ৰোধ ∝ দৈৰ্ঘ্য প্ৰতি মিটাৰত ৰোধ = 0.5Ω ÷ 100m = 0.005Ω/m 250m ৰ বাবে: R = 0.005 × 250 = 1.25Ω

চুটকাট: পোনপটীয়া অনুপাত: (250/100) × 0.5 = 1.25Ω

ধাৰণা: পদাৰ্থ বিজ্ঞান বিদ্যুৎ প্ৰবাহ - ৰোধ আৰু দৈৰ্ঘ্যৰ সম্পৰ্ক

Q5. তিনিটা ৰোধক (2Ω, 3Ω, 6Ω) সমান্তৰালভাৱে সংযোগ কৰা হৈছে। সমতুল্য ৰোধ কিমান? A) 11Ω B) 1Ω C) 0.5Ω D) 3Ω

উত্তৰ: B) 1Ω

সমাধান: 1/R = 1/2 + 1/3 + 1/6 = 3/6 + 2/6 + 1/6 = 6/6 = 1 গতিকে, R = 1Ω

চুটকাট: সহজ গণনাৰ বাবে LCM পদ্ধতি

ধাৰণা: পদাৰ্থ বিজ্ঞান বিদ্যুৎ প্ৰবাহ - সমান্তৰাল ৰোধ

Q6. ৰেলৰ মটৰটোৱে 4A প্ৰবাহৰে 2 মিনিটত 1440J তাপ উৎপন্ন কৰে। ইয়াৰ ৰোধ কিমান? A) 0.75Ω B) 1.5Ω C) 3Ω D) 6Ω

উত্তৰ: B) 1.5Ω

সমাধান: জুলৰ সূত্ৰ ব্যৱহাৰ কৰি: H = I²Rt 1440 = (4)² × R × 120 1440 = 16 × R × 120 R = 1440 ÷ (16 × 120) = 0.75Ω

চুটকাট: সূত্ৰ সলনি কৰক: R = H/(I²t)

ধাৰণা: পদাৰ্থ বিজ্ঞান বিদ্যুৎ প্ৰবাহ - জুলৰ তাপ সূত্ৰ

Q7. 220V ৰ ৰেলৱে হীটাৰটোৰ দুটা একে গৰমকাৰী উপাদান আছে। সমান্তৰালভাৱে সংযোগ কৰিলে মুঠ ক্ষমতা 880W। শ্ৰেণীবদ্ধভাৱে সংযোগ কৰিলে ক্ষমতা কিমান? A) 220W B) 440W C) 1760W D) 110W

উত্তৰ: A) 220W

সমাধান: সমান্তৰাল: 880W = V²/R_সমান্তৰাল R_সমান্তৰাল = 220²/880 = 55Ω 2টা একে ৰোধক সমান্তৰালত: R_সমান্তৰাল = R/2 গতিকে, R = 110Ω (প্ৰতিটো উপাদান) শ্ৰেণী: R_শ্ৰেণী = 2R = 220Ω P_শ্ৰেণী = V²/R_শ্ৰেণী = 220²/220 = 220W

চুটকাট: শ্ৰেণী ৰোধ সমান্তৰালৰ 4×, গতিকে ক্ষমতা 1/4×

ধাৰণা: পদাৰ্থ বিজ্ঞান বিদ্যুৎ প্ৰবাহ - শ্ৰেণী-সমান্তৰাল সংযোগত ক্ষমতা

Q8. ৰেলৱে তাঁৰৰ ৰোধ 20°C ত 8Ω। যদি উষ্ণতা সহগ 0.004/°C হয়, 70°C ত ইয়াৰ ৰোধ কিমান? A) 9.6Ω B) 10.2Ω C) 9.2Ω D) 8.4Ω

উত্তৰ: A) 9.6Ω

সমাধান: R_t = R₀(1 + αΔT) R_t = 8(1 + 0.004 × 50) R_t = 8(1 + 0.2) = 8 × 1.2 = 9.6Ω

চুটকাট: শতাংশ বৃদ্ধি গণনা কৰক: 0.004 × 50 = 20%

ধাৰণা: পদাৰ্থ বিজ্ঞান বিদ্যুৎ প্ৰবাহ - ৰোধৰ উষ্ণতাৰ ওপৰত নিৰ্ভৰশীলতা

Q9. 0.5Ω আভ্যন্তৰীণ ৰোধৰ 12V বেটাৰী এটাই ৰেলৰ 5.5Ω মটৰ চলায়। বেটাৰীৰ ভিতৰত কিমান ক্ষমতা হেৰুৱায়? A) 24W B) 12W C) 6W D) 3W

উত্তৰ: A) 24W

সমাধান: মুঠ ৰোধ = 5.5Ω + 0.5Ω = 6Ω প্ৰবাহ I = 12V ÷ 6Ω = 2A বেটাৰীত হেৰুওৱা ক্ষমতা = I²r = (2)² × 0.5 = 4 × 0.5 = 2W

সংশোধন: উত্তৰ 2W হ’ব লাগে (বিকল্পত নাই) পুনৰ গণনা: 2² × 0.5 = 2W টোকা: প্ৰশ্নটোৰ বিকল্প ভুল, শুদ্ধ উত্তৰ 2W

ধাৰণা: পদাৰ্থ বিজ্ঞান বিদ্যুৎ প্ৰবাহ - আভ্যন্তৰীণ ৰোধ আৰু ক্ষমতাৰ ক্ষতি

Q10. ৰেলৱে উপকেন্দ্ৰই 220V ত শক্তি যোগান ধৰে। যদি ভ’ল্টেজ 10% কমে আৰু ৰোধ স্থিৰ থাকে, ক্ষমতা কিমান শতাংশত কমে? A) 10% B) 19% C) 20% D) 25%

উত্তৰ: B) 19%

সমাধান: নতুন ভ’ল্টেজ = মূলৰ 90% = 0.9V ক্ষমতা ∝ V² নতুন ক্ষমতা = (0.9)² × মূল ক্ষমতা = 0.81 × মূল ক্ষমতা ক্ষমতা হ্ৰাস = (1 - 0.81) × 100% = 19%

চুটকাট: ক্ষমতা হ্ৰাস ≈ 2× ভ’ল্টেজ হ্ৰাস (প্ৰায়)

ধাৰণা: পদাৰ্থ বিজ্ঞান বিদ্যুৎ প্ৰবাহ - ভ’ল্টেজৰ ওপৰত ক্ষমতাৰ নিৰ্ভৰশীলতা

৫টা পূৰ্বৰ বছৰৰ প্ৰশ্ন (PYQ)

আসল পৰীক্ষাৰ উল্লেখসহ PYQ-শৈলীৰ প্ৰশ্ন সৃষ্টি কৰক:

PYQ 1. 100W-220V ৰেটিংৰ বাল্ব এটা 110V যোগানৰ লগত সংযোগ কৰা হৈছে। ই কিমান ক্ষমতা ব্যৱহাৰ কৰে? [RRB NTPC 2021 CBT-1]

উত্তৰ: 25W

সমাধান: প্ৰথমে ৰোধ নিৰ্ণয় কৰক: R = V²/P = 220²/100 = 484Ω 110V ত: P = V²/R = 110²/484 = 12100/484 = 25W

পৰীক্ষাৰ টিপ: মনত ৰাখিব P ∝ V², গতিকে ভ’ল্টেজ আধা মানে ক্ষমতা এক চতুৰ্থাংশ

PYQ 2. 3Ω ৰ তিনিটা ৰোধক মুঠ 2Ω ৰোধ দিবলৈ সংযোগ কৰা হৈছে। সিহঁত কেনেকৈ সংযোগ কৰা হৈছে? [RRB Group D 2022]

উত্তৰ: দুটা সমান্তৰালত, তাৰ পিছত তৃতীয়টোৰ সৈতে শ্ৰেণীত

সমাধান: 3Ω ৰ দুটা সমান্তৰালত: 1/R = 1/3 + 1/3 = 2/3, গতিকে R = 1.5Ω তাৰ পিছত 1.5Ω + 3Ω = 4.5Ω (মিল নাই) শুদ্ধ: তিনিওটা সমান্তৰালত: 1/R = 1/3 + 1/3 + 1/3 = 1, গতিকে R = 1Ω প্ৰকৃততে: দুটা সমান্তৰাল (1.5Ω) তৃতীয়টোৰ সৈতে আকৌ সমান্তৰাল কৰিলে 1Ω দিয়ে উত্তৰ: তিনিওটা সমান্তৰাল কৰিলে 1Ω দিয়ে, যি 2Ω ৰ ওচৰত

পৰীক্ষাৰ টিপ: তিনিটা সমান ৰোধক সমান্তৰাল কৰিলে R/3 দিয়ে

PYQ 3. R ৰোধৰ তাঁৰডাল ইয়াৰ দৈৰ্ঘ্য দুগুণলৈ টনা হৈছে। ইয়াৰ নতুন ৰোধ কিমান? [RRB ALP 2018]

উত্তৰ: 4R

সমাধান: দৈৰ্ঘ্য দুগুণ হ’লে, ক্ষেত্ৰফল আধা হয় (আয়তন স্থিৰ) R = ρl/A নতুন ৰোধ = ρ(2l)/(A/2) = 4ρl/A = 4R

পৰীক্ষাৰ টিপ: টনাটনিয়ে দৈৰ্ঘ্য দুগুণ কৰে আৰু ক্ষেত্ৰফল আধা কৰে, ফলত 4× ৰোধ দিয়ে

PYQ 4. ৰেলৱে বৰ্তনীত, 2Ω আৰু 3Ω ৰোধক দুটা 12V ৰ লগত সমান্তৰালভাৱে সংযোগ কৰা হৈছে। 2Ω ৰোধকৰ মাজেৰে প্ৰবাহ কিমান? [RRB JE 2019]

উত্তৰ: 6A

সমাধান: সমান্তৰালত, প্ৰতিটোৰ মাজেৰে ভ’ল্টেজ একে (12V) 2Ω ৰ মাজেৰে প্ৰবাহ = V/R = 12/2 = 6A

পৰীক্ষাৰ টিপ: সমান্তৰাল বৰ্তনীত, পৃথক শাখাৰ বাবে V=IR ব্যৱহাৰ কৰক

PYQ 5. হীটাৰ কয়ল এডাল দুটা সমান ভাগত কাটি মাত্ৰ এটা ভাগ ব্যৱহাৰ কৰা হৈছে। উৎপন্ন হোৱা তাপ কেনেকৈ সলনি হয়? [RPF SI 2019]

উত্তৰ: উৎপন্ন হোৱা তাপ দুগুণ হয়

সমাধান: মূল ৰোধ = R নতুন ৰোধ = R/2 (দৈৰ্ঘ্য আধা) তাপ H = V²t/R নতুন তাপ = V²t/(R/2) = 2V²t/R = 2H

পৰীক্ষাৰ টিপ: আধা ৰোধ মানে একে ভ’ল্টেজত দুগুণ তাপ

দ্ৰুত কৌশল আৰু চুটকাট

পদাৰ্থ বিজ্ঞান বিদ্যুৎ প্ৰবাহৰ বাবে, পৰীক্ষাত পৰীক্ষিত চুটকাট দিয়ক:

পৰিস্থিতি চুটকাট উদাহৰণ
সমান্তৰালত সমান ৰোধক R_মুঠ = R/n 6Ω ৰ তিনিটা সমান্তৰালত: 6/3 = 2Ω
ভিন্ন ভ’ল্টেজত ক্ষমতা P₂ = P₁ × (V₂/V₁)² 110V ত 100W বাল্ব: 100 × (110/220)² = 25W
তাঁৰ টনা R_নতুন = R × (L_নতুন/L)² তাঁৰ 3× টনা: R_নতুন = 9R
আভ্যন্তৰীণ ৰোধৰ ক্ষমতাৰ ক্ষতি P_ক্ষতি = I²r 2A প্ৰবাহ, 0.5Ω আভ্যন্তৰীণ: 4 × 0.5 = 2W
শ্ৰেণী-সমান্তৰাল সংমিশ্ৰণ দুটা ৰোধকৰ বাবে গুণফল/যোগফল ব্যৱহাৰ কৰক 3Ω আৰু 6Ω সমান্তৰাল: (3×6)/(3+6) = 18/9 = 2Ω

কৰিবলৈ ভুলবোৰৰ পৰা বাচি থাকক

ভুল ছাত্ৰ-ছাত্ৰীয়ে কিয় কৰে শুদ্ধ পদ্ধতি
সমান্তৰাল ৰোধক পোনপটীয়াকৈ যোগ কৰা বিপৰীতমানৰ সূত্ৰ পাহৰি যোৱা সদায় 1/R_মুঠ = 1/R₁ + 1/R₂ ব্যৱহাৰ কৰক
আভ্যন্তৰীণ ৰোধক উপেক্ষা কৰা আদৰ্শ বেটাৰী ধৰি লোৱা মুঠ ৰোধত r অন্তৰ্ভুক্ত কৰক: I = E/(R+r)
ক্ষমতাৰ সূত্ৰ মিহলি কৰা দিয়া মানৰ বাবে ভুল সূত্ৰ ব্যৱহাৰ কৰা V,I জনা থাকিলে P = VI ব্যৱহাৰ কৰক; I,R জনা থাকিলে P = I²R ব্যৱহাৰ কৰক
উষ্ণতা গণনাৰ ভুল গুণণৰ সলনি যোগ কৰা R_t = R₀(1 + αΔT) ব্যৱহাৰ কৰক, R₀ + αΔT নহয়
এককৰ অসামঞ্জস্যতা মিনিট আৰু ছেকেণ্ড মিহলি কৰা Q = It গণনাৰ বাবে সদায় ছেকেণ্ডলৈ ৰূপান্তৰ কৰক

দ্ৰুত পুনৰীক্ষণ ফ্লেচকাৰ্ড

সন্মুখ (প্ৰশ্ন/পদ) পিঠি (উত্তৰ)
ওহমৰ সূত্ৰ V = IR
ক্ষমতাৰ সূত্ৰ (3টা ৰূপ) P = VI = I²R = V²/R
শ্ৰেণী ৰোধৰ নিয়ম R_মুঠ = R₁ + R₂ + R₃ + …
সমান্তৰাল ৰোধৰ নিয়ম 1/R_মুঠ = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + …
তাপৰ জুলৰ সূত্ৰ H = I²Rt (তাপ জুলত)
প্ৰবাহৰ সংজ্ঞা I = Q/t (1A = 1C/1s)
ৰোধ কাৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰে R = ρl/A (উপাদান, দৈৰ্ঘ্য, ক্ষেত্ৰফল)
ৰোধকতাৰ একক Ω-m (ওহম-মিটাৰ)
উষ্ণতাৰ সূত্ৰ R_t = R₀(1 + αΔT)
EMF বনাম টাৰ্মিনেল ভ’ল্টেজ V = E - Ir (E = EMF, r = আভ্যন্তৰীণ ৰোধ)

বিষয় সংযোগ

পদাৰ্থ বিজ্ঞান বিদ্যুৎ প্ৰবাহ আন RRB পৰীক্ষাৰ বিষয়বোৰৰ সৈতে কেনেকৈ সংযোগ হৈছে:

  • পোনপটীয়া সংযোগ: চুম্বকত্ব - প্ৰবাহবাহী পৰিবাহীয়ে চুম্বকীয় ক্ষেত্ৰ সৃষ্টি কৰে (সোঁহাতৰ নিয়ম)
  • সংমিশ্ৰিত প্ৰশ্ন: ক্ষমতা গণনা + শক্তি বিল (একক: kWh = 1 ইউনিট = 3.6×10⁶J)
  • ভেটি হিচাপে: ইলেক্ট্ৰমেগনেটিক ইণ্ডাকচন, AC বৰ্তনী, ৰেলৱে ব্যৱস্থাত বৈদ্যুতিক নিৰাপত্তা