পদার্থবিজ্ঞান · নবম-দশম · অধ্যায় ১১ · শ্রেণি ও সমান্তরাল বর্তনী
শ্রেণি না সমান্তরাল।
ঝালর বাতির একটা নষ্ট হলে পুরো সারি নিভে যায়। ঘরের একটা বাল্ব পুড়লে বাকি সব দিব্যি জ্বলতে থাকে। পার্থক্যটা একটাই: রাস্তা কয়টা।
বর্তনী মানে আধানের ঘুরে আসার একটা সম্পূর্ণ পথ: উৎস থেকে বেরিয়ে, যন্ত্রের ভেতর দিয়ে, আবার উৎসে। পথটা কোথাও কাটা থাকলে প্রবাহ শূন্য; সুইচ আসলে ইচ্ছেমতো পথ কাটার যন্ত্র ছাড়া কিছু নয়। আর কয়েকটা বাতি জোড়ার উপায় দুটো: শ্রেণি, যেখানে সবাই এক সারিতে বসে, আর সমান্তরাল, যেখানে প্রত্যেকের নিজের আলাদা শাখা।
তোমার নাম লেখা আছে। প্রতিটি অধ্যায়ে এমন একটা করে নোট থাকবে।
যা চোখে দেখলে, তা দুটো সূত্রেই বাঁধা। শ্রেণিতে রোধগুলো যোগ হয়ে যায়, তাই তুল্য রোধ সবচেয়ে বড় রোধটার চেয়েও বড়:
Rs = R₁ + R₂ + R₃ + …
সমান্তরালে যোগ হয় রোধের উল্টো রাশি, আর শেষে উত্তরটা উল্টে নিতে হয়। এই শেষ ধাপটাতেই পরীক্ষায় সবচেয়ে বেশি নম্বর কাটা যায়:
1/Rp = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + …
ফল দাঁড়ায়: সমান্তরালে তুল্য রোধ সবচেয়ে ছোট রোধটার চেয়েও ছোট। কারণটা সহজ: প্রতিটি নতুন শাখা প্রবাহের জন্য একটা বাড়তি রাস্তা খুলে দেয়, আর রাস্তা বাড়লে বাধা কমে।
R₁ = ৬ Ω, উৎস ১২ Vহাতল টানো
ভাগাভাগিটা কেমন হয়
এখান থেকেই বেরিয়ে আসে বাসাবাড়ির ওয়্যারিং সমান্তরাল কেন। প্রত্যেকটা যন্ত্র পুরো ২২০ V পায়, প্রত্যেকের নিজের সুইচ চলে, আর একটা পুড়ে গেলে বাকিরা চলতেই থাকে। দাম একটাই: প্রতিটি নতুন শাখা মোট প্রবাহ বাড়িয়ে দেয়, তাই মেইন লাইনে একটা ফিউজ শ্রেণিতে বসাতে হয়, যাতে পুরো প্রবাহ তার ভেতর দিয়ে যায় আর দরকারে সে পথটা কেটে দিতে পারে।
চিনতে পারো?যেকোনোটায় ট্যাপ করো
বাস্তবে কোনটা কোনটা
ছয়টার প্রতিটাই তোমার চেনা। কোনটা কোন সমবায়, আর কেন, ট্যাপ করে দেখে নাও।
শ্রেণি। পুরোনো ধাঁচের ঝালর বাতিতে বাল্বগুলো এক তারে পর পর গাঁথা, প্রবাহের একটাই পথ। তাই একটার ফিলামেন্ট ছিঁড়লেই পথ ভেঙে যায় আর গোটা সারি নিভে যায়। তখন একটা একটা করে খুঁজে বের করতে হয় কোনটা নষ্ট। এই ঝামেলার জন্যই আজকাল ঝালর বাতিও শাখায় শাখায় বসানো হয়।
সমান্তরাল। ঘরের প্রতিটা যন্ত্র একই দুই লাইনের মধ্যে আলাদা আলাদা শাখা। তাই প্রত্যেকে পুরো ২২০ V পায়, প্রত্যেকের আলাদা সুইচ চলে, আর একটা বন্ধ করলে বা নষ্ট হলে বাকিরা আগের মতোই চলে।
শ্রেণি। টর্চের ভেতরে সেল দুটো পর পর বসানো, একটার ধনাত্মক প্রান্ত পরেরটার ঋণাত্মক প্রান্তে। শ্রেণিতে বসালে তড়িচ্চালক শক্তি যোগ হয়, তাই দুটো ১.৫ V সেল মিলে ৩ V দেয় আর বাতি উজ্জ্বল জ্বলে। একটা সেল উল্টো ঢোকালে বা ফুরিয়ে গেলে টর্চ জ্বলে না।
সমান্তরাল। দুই হেডলাইট ব্যাটারির দুই প্রান্তের মধ্যে আলাদা আলাদা শাখা। তাই দুটোই পূর্ণ ১২ V পায় ও সমান উজ্জ্বল হয়, আর রাতের রাস্তায় একটা বাল্ব পুড়ে গেলেও অন্যটা জ্বলতে থাকে। নিরাপত্তার জন্য এটাই দরকার।
শ্রেণি। ফিউজ বা সার্কিট ব্রেকার সবসময় যে লাইনটা পাহারা দিচ্ছে তার সাথে শ্রেণিতে বসে, যাতে ওই লাইনের পুরো প্রবাহ তার ভেতর দিয়ে যায়। প্রবাহ নিরাপদ মাত্রা ছাড়ালে ফিউজের তার গলে গিয়ে পথটা ভেঙে দেয়। শ্রেণিতে আছে বলেই সে একাই গোটা লাইন বন্ধ করতে পারে।
সমান্তরাল। মাল্টিপ্লাগের প্রতিটি সকেট একই দুই তারের মধ্যে আলাদা শাখা, তাই চার্জার আর টিভি দুটোই পূর্ণ ভোল্টেজ পায়। কিন্তু খেয়াল রেখো: প্রতিটা নতুন শাখা তুল্য রোধ কমায়, তাই মোট প্রবাহ বাড়ে। একসাথে অনেক ভারী যন্ত্র লাগালে তার গরম হয়ে ওঠে।
মিলিয়ে দেখো
একটা প্রশ্ন
২ Ω আর ৪ Ω রোধ দুটো শ্রেণিতে জুড়ে ১২ V উৎসে লাগানো হলো। ৪ Ω রোধের দুই প্রান্তে বিভব পার্থক্য কত?
প্রথমে তুল্য রোধ: ২ + ৪ = ৬ Ω। প্রবাহ I = ১২ ÷ ৬ = ২ A, আর শ্রেণিতে এই প্রবাহ দুটোতেই এক। তাই V = IR = ২ × ৪ = ৮ V। বাকি ৪ V পড়েছে ২ Ω রোধের ওপর, যোগ করলে ঠিক ১২ V। ১২ V উত্তরটা তখনই হতো, যদি রোধ দুটো সমান্তরালে থাকত।
নোট পড়া শেষ। নিচের কার্ডগুলো এই নোট থেকেই কাটা। অ্যাপে এগুলোই ফিরে ফিরে আসবে, ঠিক ভুলে যাওয়ার আগে।
নোট থেকে কাটাউল্টে দেখো
ষোলোটা কার্ড
প্রশ্নবর্তনী কাকে বলে?
উত্তরউৎস থেকে বেরিয়ে যন্ত্রের ভেতর দিয়ে ঘুরে আবার উৎসে ফেরার সম্পূর্ণ পথ। পথ কোথাও কাটা থাকলে প্রবাহ শূন্য।
প্রশ্নশ্রেণি সমবায় মানে কী?
উত্তররোধ বা বাতিগুলো পর পর এক সারিতে বসানো, প্রবাহের জন্য পথ একটাই।
প্রশ্নসমান্তরাল সমবায় মানে কী?
উত্তরপ্রত্যেকের দুই প্রান্ত একই দুই বিন্দুতে, তাই প্রবাহের জন্য আলাদা আলাদা শাখা তৈরি হয়।
প্রশ্নশ্রেণিতে তুল্য রোধ?
উত্তরR = R₁ + R₂ + … ; ফল সবচেয়ে বড় রোধটার চেয়েও বড় হয়।
প্রশ্নসমান্তরালে তুল্য রোধ?
উত্তর1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + … ; শেষে উল্টে নিতে হয়, আর ফল সবচেয়ে ছোটটার চেয়েও ছোট।
প্রশ্নসমান্তরালে তুল্য রোধ ছোট হয় কেন?
উত্তরপ্রতিটি নতুন শাখা প্রবাহের জন্য একটা বাড়তি রাস্তা খুলে দেয়, আর রাস্তা বাড়লে বাধা কমে।
প্রশ্নশ্রেণিতে কোনটা সবখানে সমান?
উত্তরপ্রবাহ, কারণ পথ একটাই। ভোল্টেজ ভাগ হয় রোধের সমানুপাতে।
প্রশ্নসমান্তরালে কোনটা সবখানে সমান?
উত্তরবিভব পার্থক্য, কারণ প্রতিটি শাখার দুই প্রান্ত একই দুই বিন্দুতে। এখানে ভাগ হয় প্রবাহ।
প্রশ্নসমান্তরালে প্রবাহ কীভাবে ভাগ হয়?
উত্তররোধের ব্যস্তানুপাতে। যে শাখার রোধ কম, তার ভেতর দিয়ে বেশি প্রবাহ যায়।
প্রশ্নশ্রেণিতে একটা বাতি পুড়ে গেলে?
উত্তরএকমাত্র পথটাই ভেঙে যায়, প্রবাহ শূন্য হয়ে যায়, আর ভালো বাতিগুলোও নিভে যায়।
প্রশ্নসমান্তরালে একটা বাতি পুড়ে গেলে?
উত্তরশুধু ওই শাখাটা বন্ধ হয়। বাকিরা তখনো পুরো ভোল্টেজ পায়, তাই ঠিক আগের মতোই উজ্জ্বল থাকে।
প্রশ্নশ্রেণিতে বাতির সংখ্যা বাড়ালে?
উত্তরতুল্য রোধ বাড়ে, প্রবাহ কমে, তাই প্রতিটি বাতি আরও নিষ্প্রভ হয়ে যায়।
প্রশ্নসমান্তরালে বাতির সংখ্যা বাড়ালে?
উত্তরপ্রত্যেকের উজ্জ্বলতা একই থাকে, কিন্তু উৎস থেকে টানা মোট প্রবাহ বেড়ে যায়।
প্রশ্নবাসাবাড়ির ওয়্যারিং সমান্তরাল কেন?
উত্তরপ্রত্যেকটা যন্ত্র পুরো ২২০ V পায়, প্রত্যেকের নিজের সুইচ চলে, আর একটা নষ্ট হলে বাকিরা চলতেই থাকে।
প্রশ্নসমান্তরালের দাম কী?
উত্তরপ্রতিটি নতুন শাখা তুল্য রোধ কমায়, তাই মেইন লাইনের মোট প্রবাহ বাড়ে আর তার গরম হয়ে ওঠে।
প্রশ্নফিউজ কোন সমবায়ে বসে, আর কেন?
উত্তরশ্রেণিতে, যাতে লাইনের পুরো প্রবাহ তার ভেতর দিয়ে যায় আর দরকারে সে পথটা কেটে দিতে পারে।
চিরকুটের ভেতরে একটা নোট ঠিক এমনই দেখায়। প্রতিটি অধ্যায়ের জন্য এরকম একটা করে নোট, তার সাথে কার্ড আর কুইজ।