ID#6511 HSC Physics 2nd CQ (Sylhet 2025)

ক) শান্ট কাকে বলে?
গ্যালভানোমিটার বা অন্য কোনো সূক্ষ্ম তড়িৎ যন্ত্রের মধ্য দিয়ে যাতে অতিরিক্ত তড়িৎ প্রবাহিত হয়ে যন্ত্রটি নষ্ট না হয়, সেজন্য এর সাথে সমান্তরালে যে অল্প মানের রোধ যুক্ত করা হয়, তাকে শান্ট বলে।

খ) সমআয়তন প্রক্রিয়ায় কী পরিমাণ কাজ হয়? ব্যাখ্যা কর।
সমআয়তন প্রক্রিয়ায় কাজের পরিমাণ শূন্য হয়।
আমরা জানি, কাজের সমীকরণ $dW = P dV$। সমআয়তন প্রক্রিয়ায় আয়তন স্থির থাকে, অর্থাৎ আয়তনের পরিবর্তন $dV = 0$।
$\therefore dW = P \times 0 = 0$।
অর্থাৎ, এই প্রক্রিয়ায় সিস্টেমের ওপর বা সিস্টেম দ্বারা কোনো কাজ সম্পন্ন হয় না; সরবরাহকৃত তাপ কেবল সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধিতে ব্যয় হয়।

গ) বর্তনীতে প্রবাহিত সর্বোচ্চ তড়িৎ প্রবাহের মান নির্ণয় কর।
এখানে,
রোধ, $R = 100$ $\Omega$
বিভব উৎসের সীমা, $V = 2$ V হতে $20$ V
$\therefore$ সর্বোচ্চ বিভব, $V_{max} = 20$ V

ওহমের সূত্রানুসারে,
$I_{max} = \frac{V_{max}}{R}$
$\Rightarrow I_{max} = \frac{20}{100}$
$\Rightarrow I_{max} = 0.2$ A
অতএব, বর্তনীতে প্রবাহিত সর্বোচ্চ তড়িৎ প্রবাহের মান $0.2$ A।

ঘ) উদ্দীপকে R এর পরিবর্তে একটি P-N জংশন ডায়োড ব্যবহার করলে I-V লেখচিত্রের কোনো পরিবর্তন পরিলক্ষিত হবে কি? বিশ্লেষণসহ মতামত দাও।
হ্যাঁ, উদ্দীপকে $100$ $\Omega$ রোধের পরিবর্তে একটি P-N জংশন ডায়োড ব্যবহার করলে I-V লেখচিত্রের আমূল পরিবর্তন পরিলক্ষিত হবে।

বিশ্লেষণ:
১. রোধের ক্ষেত্রে (ওহমীয় পরিবাহী): সাধারণ রোধ একটি ওহমীয় পরিবাহী। ওহমের সূত্রানুসারে $V = IR$, যেখানে $I \propto V$। অর্থাৎ, বিভব ও প্রবাহের লেখচিত্রটি একটি মূলবিন্দুগামী সরলরেখা হবে।
২. ডায়োডের ক্ষেত্রে (অ-ওহমীয় পরিবাহী): P-N জংশন ডায়োড ওহমের সূত্র মেনে চলে না। সম্মুখী ঝোঁকের (Forward Bias) ক্ষেত্রে বিভব বাড়লে শুরুতে প্রবাহ প্রায় শূন্য থাকে। বিভব যখন ডায়োডের 'নি-ভোল্টেজ' (যেমন সিলিকনের জন্য $0.7$ V) অতিক্রম করে, তখন প্রবাহ সূচকীয় হারে (Exponentially) বৃদ্ধি পায়।

মতামত: রোধের লেখচিত্রটি সরলরৈখিক হলেও ডায়োডের লেখচিত্রটি বক্ররেখায় পরিণত হবে। সুতরাং, ডায়োড ব্যবহারের ফলে লেখচিত্রের প্রকৃতি পরিবর্তিত হবে।





V (Volt)
I (Amp)



রোধের ক্ষেত্রে (সরলরৈখিক)



ডায়োডের ক্ষেত্রে (বক্ররেখা)



নি-ভোল্টেজ

চিত্র: I-V লেখচিত্রের তুলনামূলক চিত্র


SVG ব্যাখ্যা: নীল ড্যাশ লাইনটি সাধারণ রোধের সরলরৈখিক আচরণ এবং লাল বক্ররেখাটি P-N জংশন ডায়োডের অ-ওহমীয় আচরণ নির্দেশ করছে।