পদার্থবিদ্যা - বিদ্যুৎ
মূল ধারণা ও সূত্রাবলী
| # | ধারণা | সংক্ষিপ্ত ব্যাখ্যা |
|---|---|---|
| 1 | ওহমের সূত্র | V = I × R (ভোল্টেজ = তড়িৎপ্রবাহ × রোধ) – শুধুমাত্র ধ্রুব তাপমাত্রায় ও ওহমিক পরিবাহীর জন্য প্রযোজ্য। |
| 2 | শ্রেণীবদ্ধ সংযোগে রোধ | R_মোট = R₁ + R₂ + … (তড়িৎপ্রবাহ একই, ভোল্টেজ বিভক্ত হয়) |
| 3 | সমান্তরাল সংযোগে রোধ | 1/R_মোট = 1/R₁ + 1/R₂ + … (ভোল্টেজ একই, তড়িৎপ্রবাহ বিভক্ত হয়) |
| 4 | বৈদ্যুতিক ক্ষমতা | P = V I = I² R = V²/R (একক: ওয়াট) |
| 5 | জুলের তাপ সূত্র | H = I² R t (তাপ ∝ তড়িৎপ্রবাহের বর্গ) |
| 6 | আপেক্ষিক রোধ | ρ = R A / l (পদার্থের বৈশিষ্ট্য, একক Ω-m) |
| 7 | পরিবাহিতা | G = 1/R (একক: সিমেন, S) |
১০টি অনুশীলন এমসিকিউ
- একটি 220 V, 100 W বাল্ব 110 V-এর সাথে সংযুক্ত করা হলো। ব্যবহৃত ক্ষমতা হবে –
A) 100 W
B) 75 W
C) 50 W
D) 25 W
উত্তর: D
সমাধান: বাল্বের রোধ R = V²/P = 220²/100 = 484 Ω। নতুন ক্ষমতা P′ = V′²/R = 110²/484 = 25 W।
সংক্ষিপ্ত পদ্ধতি: P ∝ V²; ভোল্টেজ অর্ধেক → ক্ষমতা হয় (½)² = ¼ অংশ।
ধারণা ট্যাগ: ভোল্টেজের সাথে ক্ষমতার সম্পর্ক।
- তিনটি 6 Ω রোধ সমান্তরালে সংযুক্ত করলে মোট রোধ হবে –
A) 18 Ω
B) 6 Ω
C) 2 Ω
D) 0.5 Ω
উত্তর: C
সমাধান: 1/R = 1/6 + 1/6 + 1/6 = 3/6 ⇒ R = 2 Ω।
সংক্ষিপ্ত পদ্ধতি: n সংখ্যক সমান রোধ R সমান্তরালে → R_মোট = R/n।
ধারণা ট্যাগ: সমান্তরাল সংযোগ।
- আপেক্ষিক রোধের একক হল –
A) Ω
B) Ω-m
C) Ω/m
D) mho-m
উত্তর: B
সমাধান: ρ = R A / l → Ω × m² / m = Ω-m।
সংক্ষিপ্ত পদ্ধতি: মনে রাখুন “রো-এর একক = ওহম-মিটার”।
ধারণা ট্যাগ: আপেক্ষিক রোধের একক।
- 5 Ω রোধের মধ্য দিয়ে 2 A তড়িৎপ্রবাহ 10 s সময় ধরে প্রবাহিত হলে উৎপন্ন তাপ হল –
A) 50 J
B) 100 J
C) 200 J
D) 500 J
উত্তর: C
সমাধান: H = I² R t = 2² × 5 × 10 = 200 J।
সংক্ষিপ্ত পদ্ধতি: প্রথমে তড়িৎপ্রবাহের বর্গ করুন (2² = 4) তারপর গুণ করুন।
ধারণা ট্যাগ: জুল তাপন।
- কিরশফের দ্বিতীয় সূত্র কোন নীতির উপর ভিত্তি করে প্রতিষ্ঠিত?
A) আধান
B) শক্তি
C) ভরবেগ
D) ভর
উত্তর: B
সমাধান: ΣIR = ΣEMF → একটি বদ্ধ বর্তনীতে কার্য/শক্তির ভারসাম্য।
সংক্ষিপ্ত পদ্ধতি: “K-2 = শক্তি”।
ধারণা ট্যাগ: কিরশফের সূত্র।
- একটি 1 kW হিটার 220 V-এ কাজ করে। টানা তড়িৎপ্রবাহ আনুমানিক –
A) 0.22 A
B) 2.2 A
C) 4.5 A
D) 22 A
উত্তর: C
সমাধান: I = P/V = 1000/220 ≈ 4.5 A।
সংক্ষিপ্ত পদ্ধতি: 1000 ÷ 220 ≈ 100 ÷ 22 ≈ 4.5।
ধারণা ট্যাগ: ক্ষমতা থেকে তড়িৎপ্রবাহ।
- একটি তারের রোধ 10 Ω। এর দৈর্ঘ্য দ্বিগুণ ও প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল অর্ধেক করলে নতুন রোধ হবে –
A) 5 Ω
B) 10 Ω
C) 20 Ω
D) 40 Ω
উত্তর: D
সমাধান: R ∝ l/A; l → 2l, A → A/2 ⇒ R_নতুন = 10 × (2/0.5) = 10 × 4 = 40 Ω।
সংক্ষিপ্ত পদ্ধতি: “দৈর্ঘ্য দ্বিগুণ ও ক্ষেত্রফল অর্ধেক → রোধ ৪ গুণ”।
ধারণা ট্যাগ: রোধের জ্যামিতিক নির্ভরতা।
- একটি 47 kΩ ±10% রোধের রঙিন চিহ্ন হল –
A) হলুদ-বেগুনি-কমলা-রূপা
B) হলুদ-বেগুনি-হলুদ-রূপা
C) হলুদ-বেগুনি-লাল-রূপা
D) হলুদ-বেগুনি-কালো-সোনা
উত্তর: B
সমাধান: 47 × 10³ Ω → 4-7-4 (হলুদ-বেগুনি-হলুদ) ও রূপা = ±10%।
সংক্ষিপ্ত পদ্ধতি: “4-7-0000” → 4,7,4 ব্যান্ড।
ধারণা ট্যাগ: রোধের রঙিন চিহ্ন।
- 1.5 V তড়িচ্চালক বলের একটি কোষ একটি 4 Ω বাহ্যিক রোধের মধ্য দিয়ে 0.3 A তড়িৎপ্রবাহ সরবরাহ করে। এর অভ্যন্তরীণ রোধ হল –
A) 0.5 Ω
B) 1 Ω
C) 1.5 Ω
D) 2 Ω
উত্তর: B
সমাধান: V = I(R+r) ⇒ 1.5 = 0.3(4+r) ⇒ 5 = 4+r ⇒ r = 1 Ω।
সংক্ষিপ্ত পদ্ধতি: 0.3 A × 4 Ω = 1.2 V R-এর দুই প্রান্তে বিভবপতন; অবশিষ্ট 0.3 V r-এর দুই প্রান্তে → r = 0.3 V/0.3 A = 1 Ω।
ধারণা ট্যাগ: অভ্যন্তরীণ রোধ।
- কোন পদার্থের রোধের ঋণাত্মক তাপমাত্রা সহগ আছে?
A) তামা
B) নাইক্রোম
C) জার্মেনিয়াম
D) টাংস্টেন
উত্তর: C
সমাধান: অর্ধপরিবাহী (Ge) তাপমাত্রা বৃদ্ধিতে রোধ হ্রাস পায়।
সংক্ষিপ্ত পদ্ধতি: “NTC = অর্ধপরিবাহী”।
ধারণা ট্যাগ: তাপমাত্রা সহগ।
৫টি পূর্ববর্তী বছরের প্রশ্ন
- দুটি 2 Ω রোধ শ্রেণীবদ্ধভাবে এবং এরকম দুটি সংযুক্তি সমান্তরালে সংযুক্ত। কার্যকরী রোধ হল – [RRB NTPC 2021]
A) 1 Ω
B) 2 Ω
C) 4 Ω
D) 8 Ω
উত্তর: B
সমাধান: প্রতিটি শ্রেণী শাখা = 2+2 = 4 Ω; দুটি 4 Ω সমান্তরালে → 2 Ω।
সংক্ষিপ্ত পদ্ধতি: প্রতিসাম্য → গড় মান।
ধারণা ট্যাগ: শ্রেণী-সমান্তরাল সংমিশ্রণ।
- 2 মিনিটে একটি 60 W বাল্ব দ্বারা ব্যবহৃত শক্তি হল – [RRB Group-D 2019]
A) 120 J
B) 720 J
C) 7200 J
D) 1200 J
উত্তর: C
সমাধান: E = P t = 60 W × 120 s = 7200 J।
সংক্ষিপ্ত পদ্ধতি: 60 × 120 = 7200।
ধারণা ট্যাগ: শক্তি = P × t।
- একটি 200 V, 5 A মোটর 20 s-এ একটি ভার উত্তোলন করে। সম্পাদিত কার্য হল – [RRB JE 2015]
A) 20 kJ
B) 2 kJ
C) 10 kJ
D) 200 kJ
উত্তর: A
সমাধান: W = V I t = 200 × 5 × 20 = 20 000 J = 20 kJ।
সংক্ষিপ্ত পদ্ধতি: 200 × 5 = 1000; ×20 = 20 kJ।
ধারণা ট্যাগ: বৈদ্যুতিক কার্য।
- একটি ফিউজ তারের বৈশিষ্ট্য হল – [RRB NTPC 2016]
A) উচ্চ রোধ, উচ্চ গলনাঙ্ক
B) নিম্ন রোধ, নিম্ন গলনাঙ্ক
C) উচ্চ রোধ, নিম্ন গলনাঙ্ক
D) নিম্ন রোধ, উচ্চ গলনাঙ্ক
উত্তর: C
সমাধান: এটি দ্রুত গলতে হবে → নিম্ন গলনাঙ্ক; তড়িৎপ্রবাহ সীমিত করতে → উচ্চ রোধ।
সংক্ষিপ্ত পদ্ধতি: “ফিউজ = উচ্চ R, নিম্ন গলনাঙ্ক”।
ধারণা ট্যাগ: ফিউজের বৈশিষ্ট্য।
- বৈদ্যুতিক শক্তির বাণিজ্যিক একক হল – [RRB ALP 2018]
A) ওয়াট
B) জুল
C) কিলোওয়াট-ঘণ্টা
D) কিলোওয়াট
উত্তর: C
সমাধান: 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J।
সংক্ষিপ্ত পদ্ধতি: “বিলের একক = kWh”।
ধারণা ট্যাগ: শক্তির একক।
দ্রুত কৌশল ও সংক্ষিপ্ত পদ্ধতি
| পরিস্থিতি | সংক্ষিপ্ত পদ্ধতি | উদাহরণ |
|---|---|---|
| সমান্তরালে সমান রোধ | R_মোট = R / n | 4 × 10 Ω সমান্তরালে → 2.5 Ω |
| ভিন্ন ভোল্টেজে ক্ষমতা | P_নতুন = P_পুরাতন × (V_নতুন/V_পুরাতন)² | 100 W বাল্ব 110 V-এ → 25 W |
| ক্যালরিতে দ্রুত তাপ গণনা | H(cal) ≈ 0.24 I² R t | 2 A, 5 Ω, 10 s → 0.24×200 ≈ 48 cal |
| অভ্যন্তরীণ রোধ | r = (E – V)/I | E = 1.5 V, V = 1.2 V, I = 0.3 A → r = 1 Ω |
| রঙিন চিহ্ন ৩য় ব্যান্ড | ব্যান্ড মানের সমান সংখ্যক শূন্য যোগ করুন | হলুদ (4) → 0000 → 10⁴ |
এড়াতে সাধারণ ভুলসমূহ
| ভুল | ছাত্ররা কেন করে | সঠিক পদ্ধতি |
|---|---|---|
| জুলের সূত্রে তড়িৎপ্রবাহের বর্গ নেওয়া ভুলে যাওয়া | P = VI ও H = I²Rt-কে গুলিয়ে ফেলা | সর্বদা কোন সূত্র জিজ্ঞাসা করা হয়েছে তা যাচাই করুন; তাপের জন্য I² ব্যবহার করুন |
| সমান্তরাল বাল্বের জন্য ভুল সূত্র ব্যবহার | সরাসরি ক্ষমতা যোগ করা ধরে নেওয়া | ক্ষমতা শুধুমাত্র তখনই যোগ হয় যখন ভোল্টেজ একই; প্রথমে তড়িৎপ্রবাহ পুনঃগণনা করুন |
| কোষে অভ্যন্তরীণ রোধ উপেক্ষা করা | প্রান্তীয় বিভব = তড়িচ্চালক বল ধরে নেওয়া | Ir পতন বিয়োগ করুন: V = E – Ir |
| kWh ও জুল গুলিয়ে ফেলা | kWh হল 3.6 × 10⁶ J, 1000 J নয় | SI এককে চাইলে শুধুমাত্র তখনই জুলে রূপান্তর করুন |
দ্রুত পুনরালোচনা ফ্ল্যাশকার্ড
| সামনের দিক | পিছনের দিক |
|---|---|
| ওহমের সূত্রের বিবৃতি | ধ্রুব তাপমাত্রায় V = IR |
| আপেক্ষিক রোধের SI একক | ওহম-মিটার (Ω-m) |
| পরিবাহিতার সূত্র | G = 1/R (সিমেন) |
| V ও R-এর পরিপ্রেক্ষিতে ক্ষমতা | P = V²/R |
| kWh থেকে জুলে শক্তি | 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J |
| ফিউজ তারের বৈশিষ্ট্য | উচ্চ R, নিম্ন গলনাঙ্ক |
| কিরশফের ১ম সূত্র | ΣI_ভিতরে = ΣI_বাইরে (সংযোগস্থলের নিয়ম) |
| কিরশফের ২য় সূত্র | ΣIR = ΣEMF (বর্তনীর নিয়ম) |
| অর্ধপরিবাহীর তাপমাত্রা সহগ | ঋণাত্মক |
| শক্তির বাণিজ্যিক একক | কিলোওয়াট-ঘণ্টা |