ক) ইলেকট্রনের তাড়ন বেগের সংজ্ঞা দাও।
তড়িৎ পরিবাহকের অভ্যন্তরে মুক্ত ইলেকট্রনগুলো তড়িৎ ক্ষেত্রের প্রভাবে যে গড় বেগে পরিবাহকের এক প্রান্ত থেকে অন্য প্রান্তে ধাবিত হয়, তাকে ইলেকট্রনের তাড়ন বেগ বলে।
খ) শান্ট ও ফিউজ একই নয়— ব্যাখ্যা কর।
শান্ট ও ফিউজ উভয়ই নিরাপত্তার কাজে ব্যবহৃত হলেও এদের কাজের ধরন ও গঠন ভিন্ন। গ্যালভানোমিটার বা সূক্ষ্ম যন্ত্রকে অতিরিক্ত প্রবাহ থেকে বাঁচাতে যন্ত্রের সমান্তরালে যে অল্প মানের রোধ যুক্ত করা হয়, তাকে শান্ট বলে; এটি প্রবাহের বিকল্প পথ তৈরি করে। অন্যদিকে, ফিউজ হলো কম গলনাঙ্কের পরিবাহী তার যা মূল বর্তনীতে শ্রেণিতে যুক্ত থাকে এবং অতিরিক্ত প্রবাহ চললে নিজে গলে গিয়ে বর্তনীকে বিচ্ছিন্ন করে দেয়। অর্থাৎ শান্ট প্রবাহকে পাশ কাটিয়ে নেয়, কিন্তু ফিউজ প্রবাহকে সম্পূর্ণ বন্ধ করে দেয়।
গ) R4 -এর সাথে কত মানের রোধ কিভাবে যুক্ত করলে অ্যামিটারের বিক্ষেপ শূন্য হবে?
উদ্দীপকের বর্তনীটি একটি হুইটস্টোন ব্রিজের ন্যায় আচরণ করে। এখানে অ্যামিটারটি গ্যালভানোমিটারের স্থানে যুক্ত। ব্রিজটি সাম্যাবস্থায় থাকলে অ্যামিটারের বিক্ষেপ শূন্য হবে।
সাম্যাবস্থার শর্তানুসারে, $\frac{R_1}{R_2} = \frac{R_3}{R_x}$
এখানে,
$R_1 = 30$ $\Omega$
$R_2 = 15$ $\Omega$
$R_3 = 20$ $\Omega$
ধরি, সাম্যাবস্থার জন্য প্রয়োজনীয় চতুর্থ বাহুর রোধ $R_x$ হলে—
$\Rightarrow \frac{30}{15} = \frac{20}{R_x}$
$\Rightarrow 2 = \frac{20}{R_x}$
$\Rightarrow R_x = \frac{20}{2} = 10$ $\Omega$
উদ্দীপকে দেওয়া আছে $R_4 = 15$ $\Omega$। যেহেতু $R_4 > R_x$, তাই $10$ $\Omega$ পেতে হলে $R_4$ এর সাথে সমান্তরালে একটি রোধ $R_p$ যুক্ত করতে হবে।
$\frac{1}{R_x} = \frac{1}{R_4} + \frac{1}{R_p}$
$\Rightarrow \frac{1}{10} = \frac{1}{15} + \frac{1}{R_p}$
$\Rightarrow \frac{1}{R_p} = \frac{1}{10} - \frac{1}{15}$
$\Rightarrow \frac{1}{R_p} = \frac{3-2}{30}$
$\Rightarrow \frac{1}{R_p} = \frac{1}{30}$
$\Rightarrow R_p = 30$ $\Omega$
অর্থাৎ, $R_4$ এর সাথে $30$ $\Omega$ মানের একটি রোধ সমান্তরালে যুক্ত করলে অ্যামিটারের বিক্ষেপ শূন্য হবে।
ঘ) R1 এবং R4 অপসারণ করে অ্যামিটারে কী ব্যবস্থা গ্রহণ করলে এটি দ্বারা তড়িৎ প্রবাহ পরিমাপ করা যাবে?
$R_1$ এবং $R_4$ অপসারণ করলে বর্তনীতে রোধ থাকে শুধু $R_2$ ও $R_3$, যা অ্যামিটারের সাথে শ্রেণিতে যুক্ত।
বর্তনীতে তড়িৎ প্রবাহ, $I = \frac{V}{R_2 + R_3 + R_A}$
এখানে, $R_A$ (অ্যামিটারের রোধ) নগণ্য ধরলে—
$I = \frac{150}{15 + 20} = \frac{150}{35} \approx 4.286$ $A$
কিন্তু অ্যামিটারের সর্বোচ্চ পাল্লা দেওয়া আছে $2$ $A$। যেহেতু মূল প্রবাহ ($4.286$ $A$) অ্যামিটারের পাল্লা অপেক্ষা বেশি, তাই এটি সরাসরি ব্যবহার করলে পুড়ে যাবে। একে ব্যবহার করতে হলে একটি উপযুক্ত শান্ট ($S$) যুক্ত করে এর পাল্লা বৃদ্ধি করতে হবে।
আমরা জানি, $n = \frac{I}{I_a} = \frac{4.286}{2} = 2.143$
প্রয়োজনীয় শান্ট, $S = \frac{R_a}{n-1}$
এখানে $R_a$ হলো অ্যামিটারের অভ্যন্তরীণ রোধ। যদি $R_a$ এর মান জানা থাকে, তবে সেই অনুযায়ী $S = \frac{R_a}{2.143-1} = \frac{R_a}{1.143}$ মানের রোধ অ্যামিটারের সমান্তরালে যুক্ত করতে হবে। এই শান্ট যুক্ত করার মাধ্যমেই উক্ত অ্যামিটার দ্বারা নিরাপদে তড়িৎ প্রবাহ পরিমাপ করা সম্ভব হবে।