offSchoolবেটা

পদার্থবিজ্ঞান · অধ্যায় ১১

টর্চের বর্তনী ও সুইচের কাজ

মান বদলাও, চালাও, আর দেখো কী ঘটে।

একটি টর্চলাইটে ১টি ১.৫ V কোষ, একটি একমুখী সুইচ, একটি ৩ Ω বাল্ব ও একটি অ্যামিটার শ্রেণি সমবায়ে যুক্ত আছে। সুইচটি অন (বন্ধ) অবস্থায় বর্তনীতে ০.৫ A তড়িৎ প্রবাহিত হচ্ছে এবং বাল্বটি টিমটিম করে জ্বলছে। এখন যদি সুইচটি অফ (খোলা) করা হয়, তবে অ্যামিটারে কত অ্যাম্পিয়ার প্রবাহ দেখাবে?

সুইচটি অফ (খোলা) অবস্থায় অ্যামিটারের পাঠ কত হবে?

  1. ০ A: আধান চলার বদ্ধ পথ না থাকলে কোনো তড়িৎ প্রবাহিত হতে পারে না
  2. ০.২৫ A: সুইচ খোলা হলেও কোষের কাছাকাছি অংশে অর্ধেক প্রবাহ চলে
  3. ০.৫ A: কোষে ১.৫ V বিভব পার্থক্য বহাল থাকায় প্রবাহ একই থাকবে

যা বদলাতে পারবে

  • সুইচ (অন/অফ): চালু বা বন্ধ
  • ব্যাটারির তড়িচ্চালক বল (V): ১.৫ থেকে ৬ V
  • সংযোগের উপাদান: বাল্ব, তার, ফাঁকা

যা মেপে দেখাবে

  • অ্যামিটারের প্রবাহ (I) (A)
  • মোট তড়িৎ প্রবাহ (I) (A)
  • বাল্বের ক্ষমতা (P) (W)

চালানোর সময় খেয়াল করো

  • সুইচটিতে ট্যাপ করো বা সুইচ অফ করে দেখো। অ্যামিটারের পাঠ শূন্য হয় কি না লক্ষ করো।
  • তারের উপর নীল বিন্দুগুলোর গতি লক্ষ করো। সুইচ খুললে বা সংযোগে ফাঁকা তৈরি হলে আধান কি চলতে পারে?

নিজে করে দেখো

  1. ঠিক ২টি কোষের সমান ৩ V বিভব দিয়ে সুইচ অন অবস্থায় বাল্বটি স্বাভাবিক পূর্ণ উজ্জ্বলতায় জ্বালাও।
    ইঙ্গিত

    ব্যাটারির স্লাইডার টেনে ৩ V (২টি কোষ) করো, সুইচ অন রাখো এবং উপাদান ঘরে বাল্ব নির্বাচন করো।

  2. বাল্বের ঘরে তার বসিয়ে সুইচ অন করো এবং একটি বিপজ্জনক শর্ট সার্কিটের সতর্কবার্তা তৈরি করো।
    ইঙ্গিত

    উপাদান ঘরে ট্যাপ করে তার (wire) বসাও এবং সুইচ অন রাখো। কোনো রোধ না থাকলে কী ঘটে লক্ষ করো।

  3. শর্ট সার্কিট দূর করতে তার সরিয়ে আবার বাল্ব বসাও এবং ৪টি কোষের (৬ V) শক্তিতে বাল্বটি সর্বাধিক উজ্জ্বলতায় জ্বালাও।
    ইঙ্গিত

    উপাদান ঘরে আবার বাল্ব নির্বাচন করো এবং ভোল্টেজ বাড়িয়ে ৬ V করো।

ধারণাটা কী?আগে নিজে চালিয়ে দেখো, তারপর খোলো।

তড়িৎ প্রবাহের জন্য সম্পূর্ণ বদ্ধ বর্তনী প্রয়োজন: প্রচলিত প্রবাহ ধনাত্মক (+) থেকে ঋণাত্মক (−) এবং ইলেকট্রন বিপরীত দিকে চলে

I=VR,P=I2R=V2RI = \frac{V}{R}, \qquad P = I^2 R = \frac{V^2}{R}

তড়িৎ বর্তনী হলো তড়িৎ প্রবাহ চলার সম্পূর্ণ অবিচ্ছিন্ন পথ। একটি কোষের দুই প্রান্তে বিভব পার্থক্য থাকলে কোষের বাইরে ধনাত্মক (+) প্রান্ত থেকে ঋণাত্মক (−) প্রান্তের দিকে আধান চলে: একে প্রচলিত তড়িৎ প্রবাহ বলে। তবে পরিবাহী তারের মুক্ত ইলেকট্রনগুলো ঋণাত্মক প্রান্ত থেকে ধনাত্মক প্রান্তের দিকে ছুটে চলে, তাই ইলেকট্রন প্রবাহের দিক প্রচলিত প্রবাহের ঠিক বিপরীত। সুইচ অন থাকলে বর্তনী বদ্ধ থাকে এবং প্রবাহ চলে। সুইচ অফ করলে বা কোনো উপাদান খুলে নিলে বর্তনী উন্মুক্ত বা খোলা (open circuit) হয়ে যায়: আধান চলার পথ বিচ্ছিন্ন হওয়ায় পুরো বর্তনীতে তাৎক্ষণিকভাবে প্রবাহ শূন্য (০ A) হয়ে যায়।

অন্য উত্তরগুলো কেন ভুল

কোষ নিজে থেকে আধান তৈরি করে ছড়িয়ে দেয় না: এটি কেবল পরিবাহীর মধ্যকার আধানকে চক্রাকারে ঘোরার জন্য প্রয়োজনীয় বিভব পার্থক্য দেয়। পথ যদি কোথাও বিচ্ছিন্ন হয়, তবে কোনো আধানই সামনে এগোতে পারে না। তাই প্রবাহ অর্ধেকও হয় না বা আগের মতোও থাকে না: সরাসরি শূন্য হয়ে যায়।

যেসব ভুল ধারণা হয়

  • সুইচ খোলা থাকলেও পরিবাহী তারের কিছু অংশে বা কোষের কাছে কিছুটা তড়িৎ প্রবাহিত হয়
  • কোষের বিভব পার্থক্য থাকলেই বর্তনীতে তড়িৎ প্রবাহ চলে, বদ্ধ পথের প্রয়োজন নেই

বাস্তবে কোথায় দেখা যায়

  • লোডশেডিং ও রাতের যাতায়াতে টর্চলাইট ও রিচার্জেবল লাইটে একমুখী সুইচ ব্যবহার: সুইচ টিপে বর্তনী পূর্ণ করলে বাতি জ্বলে এবং সুইচ খুলে দিলে বাতি নিভে ব্যাটারির শক্তি সংরক্ষিত থাকে।
  • বাসাবাড়ির ফ্যান, বাতি ও প্রধান সুইচ (মেইন সুইচ): কোনো বৈদ্যুতিক ত্রুটি বা মেরামতের সময় মেইন সুইচ অফ করে সম্পূর্ণ বাড়ির বর্তনী বিচ্ছিন্ন রাখা হয়, যাতে কারেন্ট প্রবাহ বন্ধ হয়ে বিদ্যুৎস্পৃষ্ট হওয়ার ঝুঁকি না থাকে।

পাঠ্যবইয়ের টপিক