পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র

একটি তারের কুণ্ডলীর পাকসংখ্যা ৫০০ এবং তলের ক্ষেত্রফল \(0.05 \, m^2\)। কুণ্ডলীটিকে \(2 \times 10^{-2} \, T\) মানের সুষম চৌম্বক ক্ষেত্রে এমনভাবে রাখা হলো যেন কুণ্ডলীর তল চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে \(30^\circ\) কোণ উৎপন্ন করে। পরবর্তীতে \(0.1\) সেকেন্ডে কুণ্ডলীটিকে সরিয়ে নেওয়া হলো।

\(1.5 \, m\) দৈর্ঘ্যের একটি ধাতব দণ্ডকে \(0.4 \, T\) মানের সুষম চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে লম্বভাবে \(20 \, ms^{-1}\) বেগে গতিশীল করা হলো। দণ্ডটির দুই প্রান্ত একটি পরিবাহী তার দিয়ে যুক্ত করা হলো যার রোধ \(10 \, Ω\)।

একটি \(20 \, Ω\) রোধের বর্গাকার কুণ্ডলীর এক বাহু \(10 \, cm\)। এটি \(0.5 \, T\) চৌম্বক ক্ষেত্রে অবস্থান করছে। কুণ্ডলীটিকে \(0.1 \, s\) সময়ে \(0^\circ\) থেকে \(180^\circ\) কোণে ঘোরানো হলো। অপর পরীক্ষায়, কুণ্ডলী স্থির রেখে চৌম্বক ক্ষেত্র \(B\) পরিবর্তন করা হলো (গ্রাফে \(0\) থেকে \(2s\) সময়ে \(B\) এর মান \(0\) থেকে \(10T\) হয়)।

পদার্থবিদ্যা গবেষণাগারে তোমার শিক্ষক তড়িৎচৌম্বক আবেশ বোঝানোর জন্য \(5 \, T\) মানের চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে লম্বভাবে তিনটি পরিবাহী কুণ্ডলী রাখলেন। এদের মধ্যে প্রথম কুণ্ডলীটি \(5 \, cm\) ব্যাসার্ধের বৃত্তাকার, দ্বিতীয়টি \(10 \, cm^2\) ক্ষেত্রফলবিশিষ্ট আয়তাকার এবং তৃতীয়টি \(45 \, cm^2\) ক্ষেত্রফলবিশিষ্ট বর্গাকার। দ্বিতীয় এবং তৃতীয় কুণ্ডলীটিকে \(0.5\) সেকেন্ডে ক্ষেত্র থেকে বের করে আনা হলো।

একটি তার কুণ্ডলীতে ১০০টি পাক রয়েছে। এ কুণ্ডলীটিকে \(0.01\) সেকেন্ডে দুটি চুম্বক মেরুর মাঝের একস্থান থেকে অন্যস্থানে নিয়ে যাওয়া হলো, এতে চৌম্বক ফ্লাক্সের পরিবর্তন ঘটলো \(30 \times 10^{-5}\) ওয়েবার।

একটি আবেশক কুণ্ডলীতে \(5 \, A\) বিদ্যুৎ প্রবাহিত হলে \(0.02 \, Wb\) চৌম্বক ফ্লাক্স সৃষ্টি হয়। হঠাৎ করে \(0.01\) সেকেন্ড সময়ে প্রবাহ কমিয়ে শূন্য করা হলো। এতে কুণ্ডলীতে \(20 \, V\) তড়িৎচালক শক্তি আবিষ্ট হলো।

একটি মুখ্য কুণ্ডলীতে তড়িৎ প্রবাহ \(I = 20t^2 + 5t\) সমীকরণ মেনে চলে। সময় যখন \(t = 2 \, s\), তখন গৌণ কুণ্ডলীতে আবিষ্ট তড়িৎচালক শক্তি পাওয়া গেল \(85 \, V\)।

ল্যাবরেটরিতে একটি সলিনয়েড তৈরি করা হলো যার দৈর্ঘ্য \(50 \, cm\), ব্যাসার্ধ \(2 \, cm\) এবং পাকসংখ্যা ৫০০। প্রথমে এর ভেতরে বায়ু ছিল। পরে লোহা প্রবেশ করানো হলো যার আপেক্ষিক প্রবেশ্যতা \(μ_r = 500\)। প্রবাহিত বিদ্যুৎ \(4 \, A\)।

একটি আবেশকের স্বকীয় আবেশ গুণাঙ্ক \(10\) হেনরি। এতে \(6.0 \times 10^{-2}\) সেকেন্ডে তড়িৎপ্রবাহ \(10 \, A\) থেকে \(7 \, A\) এ পরিবর্তিত হয়।

সায়েম পদার্থবিজ্ঞান পরীক্ষাগারে একটি তার কুণ্ডলী নিয়ে পরীক্ষা করছে। সে ৫০০ পাকের কুণ্ডলীতে \(2.5 \, A\) তড়িৎপ্রবাহ চালনা করে চৌম্বক ফ্লাক্সের পরিবর্তন পেল \(2 \times 10^{-2} \, Wb\)। সায়েম ধারণা করছে, কুণ্ডলীটিতে \(2 \, s\) সময় পর্যন্ত তড়িৎপ্রবাহ চালিয়ে সে \(8 \, Volt\) আবিষ্ট তড়িৎচালক শক্তি পাবে।

একটি দিক পরিবর্তী তড়িৎ প্রবাহের সমীকরণ হলো \(I = 50 \sin(314 \, t)\).

একটি হিটারে \(220 \, V\) (DC) সরবরাহ দিলে যে তাপ উৎপন্ন হয়, \(220 \, V\) (AC) দিলেও একই তাপ উৎপন্ন হয় বলে দাবি করা হলো। এসি কম্পাঙ্ক \(50 \, Hz\).

টেকনিশিয়ান দাবি করলেন, "\(220 \, V\) ডিসি লাইনের চেয়ে \(220 \, V\) এসি লাইন স্পর্শ করা বেশি বিপজ্জনক।" অপর একটি এসি উৎসের লেখচিত্র হতে দেখা যায়, এটি \(0.01\) সেকেন্ডে শূন্য হতে শীর্ষমানে পৌঁছায়।

একটি দিক পরিবর্তী প্রবাহকে \(I = 10 \sin 100 \pi t\) সমীকরণ দ্বারা প্রকাশ করা হলো। উদ্দীপকে বর্ণিত প্রবাহটি \(100 \, Ω\) রোধের কোনো পরিবাহীর মধ্যদিয়ে চালনা করলে উত্তাপজনিত তাপক্ষয়ের হার \(5000 \, J s^{-1}\).

দুটি দিক পরিবর্তী প্রবাহের সমীকরণ যথাক্রমে \(I_1 = 50 \sin 628 \pi t\) এবং \(I_2 = 50 \sin 400 \pi t\).

একটি শ্রেণিবদ্ধ বর্তলীতে \(200 \, Ω\) রোধ, \(0.5 \, H\) আবেশক এবং \(20 \, μF\) ধারক যুক্ত আছে। উৎস: \(220 \, V, 50 \, Hz\).

R-L-C শ্রেণি বর্তনী: \(R = 10 \, Ω\), \(L = 0.1 \, H\), \(C = 100 \, μF\)। ভোল্টেজ \(V = 200 \sin(100 \pi t)\).

শিল্পকারখানার বর্তনী: \(200 \, V, 50 \, Hz\) উৎসের সাথে \(40 \, Ω\) রোধ ও \(0.1 \, H\) আবেশক। বিদ্যুৎ বিল কমাতে ইঞ্জিনিয়ার ধারক যুক্ত করে বর্তনীটিকে 'অনুনাদী' করার সিদ্ধান্ত নিলেন।

সালমা \(100 \, Ω\) রোধের একটি বৈদ্যুতিক হিটার \(160 \, V\) ভোল্ট বিস্তার (Peak) এবং \(50 \, Hz\) কম্পাঙ্কের একটি এসি উৎসের সাথে সংযুক্ত করলো। পরবর্তীতে নাজমা হিটারটি \(120 \, V\) ডিসি উৎসের সাথে সংযুক্ত করলো।

একটি ট্রান্সফর্মারের প্রাইমারি কুণ্ডলীতে পর্যাবৃত তড়িৎ প্রবাহের লেখচিত্র দেখানো হলো (চিত্র অনুযায়ী শীর্ষমান \(I_0 = 2A\))। ট্রান্সমিটারটির গৌণ-কুণ্ডলীতে \(140 \, W\) ক্ষমতা পাওয়ার লক্ষ্য নির্ধারণ করা হয়েছে।

আদর্শ স্টেপ-আপ ট্রান্সফর্মার: পাকসংখ্যার অনুপাত \(1:50\)। মুখ্য কুণ্ডলীতে \(220 \, V\) সরবরাহ এবং প্রবাহ \(5 \, A\).

ট্রান্সফর্মারের মুখ্য কুণ্ডলীতে \(2000 \, V\) ও \(2 \, A\) প্রবাহ। গৌণ কুণ্ডলীতে \(200 \, V\) বিভব ও \(3600 \, W\) ক্ষমতা পাওয়া গেল।

উৎপাদন কেন্দ্রে \(50 \, kW\) বিদ্যুৎ \(4000 \, V\) এ উৎপন্ন হয়। ট্রান্সফর্মার দিয়ে \(20,000 \, V\) করে শহরে পাঠানো হলো। সঞ্চালন লাইনের রোধ \(20 \, Ω\).

একটি ট্রান্সফর্মারের মুখ্য-কুণ্ডলীর ভোল্টেজ \(5 \, V\) এবং প্রবাহ \(3 \, A\)। উক্ত ট্রান্সফর্মারটির গৌণ-কুণ্ডলীর ভোল্টেজ \(25 \, V\).

একটি স্টেপ আপ ট্রান্সফর্মার ব্যবহারের মাধ্যমে \(100 \, V\) সরবরাহ করে \(2 \, A\) প্রবাহ পাওয়া গেল। এর মুখ্য ও গৌণ-কুণ্ডলীর পাকসংখ্যার অনুপাত \(1:20\).