পদাৰ্থ বিজ্ঞান বিদ্যুৎ চুম্বকত্ব
মূল ধাৰণা আৰু সূত্ৰসমূহ
| # | ধাৰণা | চমু ব্যাখ্যা |
|---|---|---|
| 1 | ওহমৰ সূত্ৰ | V = IR: ভ’ল্টেজ হ’ল বিদ্যুৎ প্ৰৱাহ আৰু ৰোধৰ গুণফল। পানীৰ চাপ (V), প্ৰবাহ (I), আৰু নলীৰ ঘৰ্ষণ (R)ৰ দৰে। |
| 2 | ক্ষমতাৰ সূত্ৰ | P = VI = I²R = V²/R: শক্তি ব্যৱহাৰৰ হাৰ। 220V ত এটা 100Wৰ বাল্বে 0.45A প্ৰৱাহ টানে। |
| 3 | শৃংখলাবদ্ধ ৰোধ | R_total = R₁ + R₂ + R₃: ৰোধবোৰ ক্ৰমিক ট্ৰেফিক জামৰ দৰে যোগ হয়। |
| 4 | সমান্তৰাল ৰোধ | 1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃: বেছি পথ = মুঠ ৰোধ কম। |
| 5 | সোঁহাতৰ নিয়ম | বিদ্যুৎচুম্বকত্বৰ বাবে: বুঢ়া আঙুলি = বিদ্যুৎ প্ৰৱাহৰ দিশ, আঙুলিবোৰ = চুম্বকীয় ক্ষেত্ৰৰ ঘূৰ্ণন। ৰেল ইঞ্জিনৰ ঘূৰ্ণন নিৰ্ধাৰণ কৰে। |
| 6 | ট্ৰান্সফৰ্মাৰৰ সূত্ৰ | V₁/V₂ = N₁/N₂: ভ’ল্টেজৰ অনুপাত কুণ্ডলীৰ পাকৰ অনুপাতৰ সমান। ৰে’লৱে ষ্টেচনবোৰে 25kV ক 220V লৈ নামনি কৰিবলৈ ট্ৰান্সফৰ্মাৰ ব্যৱহাৰ কৰে। |
| 7 | ফাৰাডেৰ সূত্ৰ | EMF = -N(ΔΦ/Δt): চুম্বকীয় ফ্লাক্সৰ পৰিৱৰ্তনৰ হাৰে ভ’ল্টেজৰ সৃষ্টি কৰে। ৰে’লৱে সংকেতবোৰে ৰেলৰ উপস্থিতি কেনেকৈ চিনাক্ত কৰে। |
১০টা অনুশীলন বহুবিকল্পী প্ৰশ্ন (MCQs)
Q1. এটা ৰে’লৱে সংকেত বাল্ব 220V ত কাম কৰে আৰু 0.5A প্ৰৱাহ টানে। ইয়াৰ ৰোধ কিমান? A) 110Ω B) 440Ω C) 1100Ω D) 220Ω
উত্তৰ: B) 440Ω
সমাধান: ওহমৰ সূত্ৰ ব্যৱহাৰ কৰি: R = V/I R = 220V ÷ 0.5A = 440Ω
চমু পথ: মনত ৰাখিবা 220V ÷ 0.5 = 440 (220ৰ দুগুণ)
ধাৰণা: পদাৰ্থ বিজ্ঞান বিদ্যুৎ চুম্বকত্ব - ওহমৰ সূত্ৰৰ প্ৰয়োগ
Q2. ৰেলৰ হেডলাইটটোৰ 4Ω ৰোধ আছে আৰু 5A প্ৰৱাহ টানে। ইয়াৰ কিমান ভ’ল্টেজৰ প্ৰয়োজন? A) 9V B) 20V C) 1.25V D) 0.8V
উত্তৰ: B) 20V
সমাধান: V = IR = 5A × 4Ω = 20V
চমু পথ: V = IR (প্ৰত্যক্ষ গুণন)
ধাৰণা: পদাৰ্থ বিজ্ঞান বিদ্যুৎ চুম্বকত্ব - ওহমৰ সূত্ৰ (ভ’ল্টেজ নিৰ্ণয়)
Q3. দুটা 10Ω ৰোধক এটা 20Vৰ বেটাৰীৰ লগত শৃংখলাবদ্ধভাৱে সংযোগ কৰা হৈছে। বিদ্যুৎ প্ৰৱাহ কিমান? A) 1A B) 2A C) 0.5A D) 4A
উত্তৰ: A) 1A
সমাধান: শৃংখলাবদ্ধ ৰোধ: R_total = 10Ω + 10Ω = 20Ω বিদ্যুৎ প্ৰৱাহ: I = V/R = 20V ÷ 20Ω = 1A
চমু পথ: শৃংখলাবদ্ধভাৱে সমান ৰোধক: R_total = 2R, গতিকে I = V/2R
ধাৰণা: পদাৰ্থ বিজ্ঞান বিদ্যুৎ চুম্বকত্ব - শৃংখলাবদ্ধ বৰ্তনী
Q4. এটা ৰে’লৱে ট্ৰান্সফৰ্মাৰৰ প্ৰাথমিক কুণ্ডলীত 1000 পাক আৰু গৌণ কুণ্ডলীত 100 পাক আছে। যদি ইনপুট 2200V হয়, আউটপুট ভ’ল্টেজ কিমান? A) 220V B) 22V C) 22000V D) 110V
উত্তৰ: A) 220V
সমাধান: ট্ৰান্সফৰ্মাৰৰ সূত্ৰ ব্যৱহাৰ কৰি: V₂/V₁ = N₂/N₁ V₂ = V₁ × (N₂/N₁) = 2200V × (100/1000) = 220V
চমু পথ: পাকৰ অনুপাত 10:1 অৰ্থাৎ ভ’ল্টেজ অনুপাত 10:1 (10 ৰে নামনি)
ধাৰণা: পদাৰ্থ বিজ্ঞান বিদ্যুৎ চুম্বকত্ব - ট্ৰান্সফৰ্মাৰৰ নীতি
Q5. 220V ত কাম কৰা 100Wৰ ৰে’লৱে প্লেটফৰ্ম হীটাৰটোৱে কিমান প্ৰৱাহ টানে? A) 0.45A B) 2.2A C) 4.5A D) 22A
উত্তৰ: A) 0.45A
সমাধান: P = VI ব্যৱহাৰ কৰি, গতিকে I = P/V = 100W ÷ 220V = 0.45A
চমু পথ: 220V ত 100W ≈ 0.5A (অলপ কম)
ধাৰণা: পদাৰ্থ বিজ্ঞান বিদ্যুৎ চুম্বকত্ব - ক্ষমতাৰ গণনা
Q6. তিনিটা ৰোধক (2Ω, 4Ω, 6Ω) সমান্তৰালভাৱে সংযোগ কৰা হৈছে। ইহঁতৰ সমতুল্য ৰোধ কিমান? A) 12Ω B) 1.09Ω C) 0.92Ω D) 3Ω
উত্তৰ: B) 1.09Ω
সমাধান: 1/R = 1/2 + 1/4 + 1/6 = 6/12 + 3/12 + 2/12 = 11/12 R = 12/11 = 1.09Ω
চমু পথ: তিনিটা সমান্তৰাল ৰোধকৰ বাবে: R_eq < আটাইতকৈ সৰু ৰোধক (2Ω)
ধাৰণা: পদাৰ্থ বিজ্ঞান বিদ্যুৎ চুম্বকত্ব - সমান্তৰাল ৰোধ
Q7. ৰেলৰ মটৰটোৱে 200V ত 2kW ক্ষমতা উৎপন্ন কৰে। যদি কাৰ্যক্ষমতা 80% হয়, কিমান ইনপুট ক্ষমতাৰ প্ৰয়োজন? A) 1.6kW B) 2.5kW C) 2kW D) 1.5kW
উত্তৰ: B) 2.5kW
সমাধান: আউটপুট ক্ষমতা = 2kW = 2000W কাৰ্যক্ষমতা = আউটপুট/ইনপুট = 0.8 ইনপুট = আউটপুট/0.8 = 2000W ÷ 0.8 = 2500W = 2.5kW
চমু পথ: ইনপুট = আউটপুট ÷ কাৰ্যক্ষমতা (সদায় আউটপুটতকৈ বেছি)
ধাৰণা: পদাৰ্থ বিজ্ঞান বিদ্যুৎ চুম্বকত্ব - ক্ষমতা আৰু কাৰ্যক্ষমতা
Q8. 100m দৈৰ্ঘ্য আৰু 2mm² পৰিৱেছৰ এডাল তামৰ তাঁৰৰ (ρ = 1.7×10⁻⁸ Ωm) ৰোধ কিমান? A) 0.85Ω B) 8.5Ω C) 0.085Ω D) 85Ω
উত্তৰ: A) 0.85Ω
সমাধান: R = ρL/A ব্যৱহাৰ কৰি A = 2mm² = 2×10⁻⁶ m² R = (1.7×10⁻⁸ × 100) ÷ (2×10⁻⁶) = 0.85Ω
চমু পথ: 1.7×100÷2 = 85 গণনা কৰক, তাৰপিছত ঘাত সামঞ্জস্য কৰক: 10⁻⁸÷10⁻⁶ = 10⁻²
ধাৰণা: পদাৰ্থ বিজ্ঞান বিদ্যুৎ চুম্বকত্ব - তাঁৰৰ ৰোধ
Q9. এটা ৰে’লৱে ট্ৰান্সফৰ্মাৰে 25kV ক 250V লৈ নামনি কৰে। যদি গৌণ প্ৰৱাহ 100A হয়, প্ৰাথমিক প্ৰৱাহ কিমান? (100% কাৰ্যক্ষমতা ধৰি লওক) A) 1A B) 10A C) 0.1A D) 100A
উত্তৰ: A) 1A
সমাধান: ইনপুট ক্ষমতা = আউটপুট ক্ষমতা V₁I₁ = V₂I₂ 25000V × I₁ = 250V × 100A I₁ = (250 × 100) ÷ 25000 = 1A
চমু পথ: ভ’ল্টেজ অনুপাত 100:1 অৰ্থাৎ প্ৰৱাহ অনুপাত 1:100 (বিপৰীত)
ধাৰণা: পদাৰ্থ বিজ্ঞান বিদ্যুৎ চুম্বকত্ব - ট্ৰান্সফৰ্মাৰৰ প্ৰৱাহৰ সম্পৰ্ক
Q10. 200 পাকৰ কুণ্ডলী এটাত থকা 0.5Wbৰ চুম্বকীয় ফ্লাক্স 0.1s ত শূন্যলৈ হ্ৰাস পায়। কিমান EMFৰ সৃষ্টি হয়? A) 1000V B) 100V C) 10V D) 10000V
উত্তৰ: A) 1000V
সমাধান: ফাৰাডেৰ সূত্ৰ ব্যৱহাৰ কৰি: EMF = -N(ΔΦ/Δt) EMF = 200 × (0.5Wb ÷ 0.1s) = 200 × 5 = 1000V
চমু পথ: N × (ΔΦ/Δt) ৰে পৰিমাণ দিয়ে
ধাৰণা: পদাৰ্থ বিজ্ঞান বিদ্যুৎ চুম্বকত্ব - বিদ্যুৎচুম্বকীয় প্ৰেৰণ
৫টা পূৰ্বৰ বছৰৰ প্ৰশ্ন
PYQ 1. 40W-220V আৰু 60W-220V চিহ্নিত দুটা বৈদ্যুতিক বাল্ব 220Vৰ মেইনৰ লগত শৃংখলাবদ্ধভাৱে সংযোগ কৰা হৈছে। কোনটো বাল্ব বেছি উজ্জ্বলকৈ জ্বলিব? RRB NTPC 2021 CBT-1
উত্তৰ: 40Wৰ বাল্বটোৱে বেছি উজ্জ্বলকৈ জ্বলিব
সমাধান: প্ৰথমে ৰোধবোৰ নিৰ্ণয় কৰক: R = V²/P 40W বাল্ব: R₁ = 220²/40 = 1210Ω 60W বাল্ব: R₂ = 220²/60 = 807Ω
শৃংখলাবদ্ধভাৱে, প্ৰৱাহ একে। ক্ষমতা = I²R যিহেতু R₁ > R₂, একে প্ৰৱাহ বৈ গ’লে P₁ > P₂
পৰীক্ষাৰ টিপ: উচ্চ ৱাটৰ বাল্বৰ ৰোধ কম। শৃংখলাবদ্ধভাৱে, উচ্চ ৰোধই বেছি ক্ষমতা পায়।
PYQ 2. ৰেলৰ বৈদ্যুতিক মটৰটোৱে 440V ত 50A প্ৰৱাহ টানে। যদি বিদ্যুৎৰ দৰ প্ৰতি ইউনিট ₹6 হয়, 8 ঘণ্টা চলোৱাৰ খৰচ কিমান? RRB Group D 2022
উত্তৰ: ₹1056
সমাধান: ক্ষমতা = VI = 440 × 50 = 22000W = 22kW শক্তি = ক্ষমতা × সময় = 22kW × 8h = 176kWh = 176 ইউনিট খৰচ = 176 × ₹6 = ₹1056
পৰীক্ষাৰ টিপ: 1 ইউনিট = 1kWh। ক্ষমতা kW লৈ আৰু সময় ঘণ্টালৈ সদায় ৰূপান্তৰ কৰক।
PYQ 3. এটা ষ্টেপ-ডাউন ট্ৰান্সফৰ্মাৰত, প্ৰাথমিক কুণ্ডলীৰ পাকৰ সংখ্যা গৌণ কুণ্ডলীৰ পাকৰ সংখ্যাকৈ ______। RRB ALP 2018
উত্তৰ: বেছি
সমাধান: ষ্টেপ-ডাউন ট্ৰান্সফৰ্মাৰে ভ’ল্টেজ কমায়, গতিকে N₁/N₂ = V₁/V₂ > 1 সেয়েহে, N₁ > N₂
পৰীক্ষাৰ টিপ: ষ্টেপ-ডাউন: প্ৰাথমিক পাক বেছি। ষ্টেপ-আপ: গৌণ পাক বেছি।
PYQ 4. ৰে’লৱে কেবল এডালৰ প্ৰতি কিলোমিটাৰত 0.5Ω ৰোধ আছে। 20km দীঘল কেবলডালৰ ৰোধ কিমান? RRB JE 2019
উত্তৰ: 10Ω
সমাধান: মুঠ ৰোধ = প্ৰতি কিলোমিটাৰ ৰোধ × দৈৰ্ঘ্য = 0.5Ω/km × 20km = 10Ω
পৰীক্ষাৰ টিপ: ৰে’লৱে সমস্যাবোৰত প্ৰায়ে প্ৰতি-একক মান ব্যৱহাৰ কৰা হয়। প্ৰকৃত পৰিমাণৰ সৈতে গুণ কৰক।
PYQ 5. বিদ্যুৎ প্ৰৱাহিত দীঘল সৰল চ’লেনইড এটাৰ ভিতৰৰ চুম্বকীয় ক্ষেত্ৰ: RPF SI 2019
উত্তৰ: সমান আৰু অক্ষৰ সমান্তৰাল
সমাধান: দীঘল চ’লেনইডৰ ভিতৰত, চুম্বকীয় ক্ষেত্ৰৰ ৰেখাবোৰ সমান্তৰাল আৰু সমান দূৰত্বত থাকে, যাৰ ফলত সমান ক্ষেত্ৰৰ সৃষ্টি হয়
পৰীক্ষাৰ টিপ: চ’লেনইডৰ ক্ষেত্ৰৰ ধৰণ মনত ৰাখিবা: ভিতৰত সমান, বাহিৰত দণ্ড চুম্বকৰ দৰে।
দ্ৰুত কৌশল আৰু চমু পথ
| পৰিস্থিতি | চমু পথ | উদাহৰণ |
|---|---|---|
| শৃংখলাবদ্ধভাৱে সমান ৰোধক | R_total = n × R | তিনিটা 6Ω শৃংখলাবদ্ধভাৱে: 18Ω |
| সমান্তৰালভাৱে সমান ৰোধক | R_total = R/n | চাৰিটা 8Ω সমান্তৰালভাৱে: 2Ω |
| ভিন্ন ভ’ল্টেজত ক্ষমতা | P₂/P₁ = (V₂/V₁)² | 110V ত 100Wৰ বাল্বে 25W দিয়ে |
| ট্ৰান্সফৰ্মাৰৰ প্ৰৱাহ অনুপাত | I₁/I₂ = V₂/V₁ | 1000V:100V ট্ৰান্সফৰ্মাৰ, 10A গৌণ = 1A প্ৰাথমিক |
| তাঁৰৰ ৰোধ স্কেলিং | R ∝ L/A | দৈৰ্ঘ্য দুগুণ, কালি আধা = ৪× ৰোধ |
সাধাৰণ ভুলবোৰৰ পৰা বাচি থাকক
| ভুল | ছাত্ৰ-ছাত্ৰীয়ে কিয় কৰে | শুদ্ধ পদ্ধতি |
|---|---|---|
| শৃংখলাবদ্ধ/সমান্তৰাল সূত্ৰৰ মাজত গোলমাল | বৰ্তনী বিশ্লেষণত খৰধৰ কৰা | মনত ৰাখিবা: শৃংখলাবদ্ধভাৱে প্ৰত্যক্ষ যোগ, সমান্তৰালভাৱে প্ৰত্যুৎপন্ন যোগ |
| ট্ৰান্সফৰ্মাৰৰ ক্ষমতা সংৰক্ষণ পাহৰা | দুয়োটা কুণ্ডলীত একে প্ৰৱাহ বুলি ধৰি লোৱা | আদৰ্শ ট্ৰান্সফৰ্মাৰৰ বাবে সদায় V₁I₁ = V₂I₂ ব্যৱহাৰ কৰক |
| ষ্টেপ-আপ/ষ্টেপ-ডাউনৰ মাজত গোলমাল | ভ’ল্টেজ অনুপাত নিপৰীক্ষা কৰা | ষ্টেপ-ডাউন: V_out < V_in, ষ্টেপ-আপ: V_out > V_in |
| ক্ষমতা গণনাত একক ৰূপান্তৰ ভুল | ৱাটক ঘণ্টাৰ সৈতে ব্যৱহাৰ কৰা | kWh (ইউনিট)ত শক্তিৰ বাবে kW লৈ ৰূপান্তৰ কৰক |
| ক্ষমতা সমস্যাত কাৰ্যক্ষমতা উপেক্ষা কৰা | 100% কাৰ্যক্ষমতা ধৰি লোৱা | ইনপুট ক্ষমতা = আউটপুট ক্ষমতা ÷ কাৰ্যক্ষমতা |
দ্ৰুত পুনৰীক্ষণ ফ্লাশকাৰ্ড
| সন্মুখভাগ (প্ৰশ্ন/পদ) | পিছফাল (উত্তৰ) |
|---|---|
| ওহমৰ সূত্ৰ | V = IR |
| ক্ষমতাৰ সূত্ৰ (3 প্ৰকাৰ) | P = VI = I²R = V²/R |
| শৃংখলাবদ্ধ ৰোধৰ সূত্ৰ | R_total = R₁ + R₂ + R₃… |
| সমান্তৰাল ৰোধৰ সূত্ৰ | 1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃… |
| ট্ৰান্সফৰ্মাৰৰ সূত্ৰ | V₁/V₂ = N₁/N₂ |
| সোঁহাতৰ নিয়মৰ উদ্দেশ্য | বিদ্যুৎ প্ৰৱাহৰ চাৰিওফালে চুম্বকীয় ক্ষেত্ৰৰ দিশ নিৰ্ধাৰণ কৰে |
| ফাৰাডেৰ সূত্ৰ | EMF = -N(ΔΦ/Δt) |
| ৰোধৰ একক | অ’ম (Ω) |
| ক্ষমতাৰ একক | ৱাট (W) |
| ৰে’লৱে ওভাৰহেড ভ’ল্টেজ | 25kV AC |
বিষয় সংযোগ
- প্ৰত্যক্ষ সংযোগ: বৈদ্যুতিক তাপন (ৰেল কোচ), বিদ্যুৎচুম্বকীয় প্ৰেৰণ (ট্ৰেক বৰ্তনী), বৈদ্যুতিক মটৰ (ল’ক’ম’টিভ)
- মিশ্ৰিত প্ৰশ্ন: বিদ্যুৎ + গতি (বৈদ্যুতিক ৰেল), চুম্বকত্ব + বল (মটৰ নীতি), শক্তি + খৰচ (বিদ্যুৎ বিল)
- ভেটি: AC বৰ্তনী (উচ্চতৰ), বিদ্যুৎচুম্বকীয় তৰংগ (যোগাযোগ ব্যৱস্থা), শক্তি প্ৰেৰণ (গ্ৰিড ব্যৱস্থা)