মাধ্যমিক ভৌত বিজ্ঞান (WBBSE Class 10) সিলেবাসের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ, মজাদার এবং আমাদের প্রাত্যহিক জীবনের সাথে ওতপ্রোতভাবে জড়িয়ে থাকা একটি অধ্যায় হলো চল তড়িৎ (Current Electricity)। আমরা প্রতিদিন মোবাইল ফোন চার্জ করা থেকে শুরু করে ফ্যান চালানো, টিভি দেখা—সবকিছুতেই বিদ্যুতের উপর নির্ভরশীল। আজ আমরা এই অধ্যায়ের সমস্ত মৌলিক ধারণাগুলো খুব সহজ ভাষায় বুঝবো এবং গুরুত্বপূর্ণ গাণিতিক সূত্রগুলোর প্রয়োগ নিয়ে আলোচনা করবো।
১. আধান বা Charge ($Q$) কী?
পদার্থের যে মূলগত ধর্মের জন্য তড়িৎ ও চৌম্বকীয় বলের সৃষ্টি হয়, তাকে তড়িৎ আধান বলে। আধান সাধারণত দুই প্রকার: ধনাত্মক (Positive) এবং ঋণাত্মক (Negative)।
একটি ইলেকট্রনের আধানের পরিমাণ হলো: $e = -1.6 \times 10^{-19} C$
২. তড়িৎচালক বল (EMF) এবং বিভব পার্থক্য (Potential Difference)
এই বিষয়টি বুঝতে আমরা একটি জলের পাইপের উদাহরণ নিতে পারি। একটি পাইপ অনুভূমিকভাবে রাখলে তার ভেতরের জল নিজে থেকে প্রবাহিত হবে না। কিন্তু যদি এক প্রান্ত উঁচুতে এবং অন্য প্রান্ত নিচুতে রাখি, তবে মাধ্যাকর্ষণের টানে জল প্রবাহিত হবে। একইভাবে, পরিবাহীর মধ্যে থাকা মুক্ত ইলেকট্রনগুলোকে প্রবাহিত করার জন্য একটি চাপের প্রয়োজন হয়।
- তড়িৎচালক বল (EMF - $E$): যে কারণে কোনো বর্তনীতে বিভব পার্থক্যের সৃষ্টি হয় এবং নিরবচ্ছিন্নভাবে তড়িৎ প্রবাহ বজায় থাকে, তাকে তড়িৎচালক বল বলে। এটি ব্যাটারি বা কোষে তৈরি হয়।
- বিভব পার্থক্য ($V$): একটি একক ধনাত্মক আধানকে বর্তনীর এক বিন্দু থেকে অন্য বিন্দুতে নিয়ে যেতে যে পরিমাণ কার্য করতে হয়, তাকে ওই দুই বিন্দুর মধ্যে বিভব পার্থক্য বলে।
$V = \frac{W}{Q}$
উভয়েরই SI একক হলো ভোল্ট (Volt)। বিভব পার্থক্য মাপা হয় ভোল্টমিটার দিয়ে।
৩. তড়িৎপ্রবাহ মাত্রা (Electric Current - $I$)
কোনো পরিবাহীর যেকোনো প্রস্থচ্ছেদের মধ্য দিয়ে একক সময়ে যে পরিমাণ আধান প্রবাহিত হয়, তাকে তড়িৎপ্রবাহ মাত্রা বলে। তড়িৎ প্রবাহমাত্রা মাপা হয় অ্যামিটার (Ammeter) যন্ত্রের সাহায্যে।
$I = \frac{Q}{t}$
এর SI একক হলো অ্যাম্পিয়ার (Ampere বা $A$)।
৪. ওহমের সূত্র (Ohm's Law) এবং রোধ (Resistance)
বিজ্ঞানী জর্জ সাইমন ওহমের সূত্রানুযায়ী: "উষ্ণতা, উপাদান এবং অন্যান্য ভৌত অবস্থা অপরিবর্তিত থাকলে, কোনো পরিবাহীর মধ্য দিয়ে তড়িৎপ্রবাহ মাত্রা ওই পরিবাহীর দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্যের সমানুপাতিক হয়।"
এখানে $R$ হলো পরিবাহীর রোধ (Resistance)। রোধের SI একক হলো ওহম ($\Omega$)।
🎮 ইন্টারেক্টিভ ওহমের সূত্র ক্যালকুলেটর
যেকোনো দুটি ঘরের মান বসাও এবং তৃতীয় ঘরটি ফাঁকা রাখো। এরপর বাটনে ক্লিক করো।
৫. রোধের নির্ভরতা এবং রোধাঙ্ক (Resistivity)
কোনো পরিবাহীর রোধ মূলত এর দৈর্ঘ্য ($l$) এবং প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফলের ($A$) ওপর নির্ভর করে। সূত্রটি হলো:
এখানে $\rho$ (রো) হলো পরিবাহীর রোধাঙ্ক (Resistivity)। এর SI একক হলো ওহম-মিটার ($\Omega \cdot m$)।
৬. রোধের সমবায় (Combination of Resistors)
বর্তনীতে রোধগুলোকে দুভাবে যুক্ত করা যায়:
- শ্রেণি সমবায় (Series): রোধগুলো পরপর যুক্ত থাকে। তুল্য রোধ: $R_s = R_1 + R_2 + R_3 + \dots$ (ফিউজ তার এই সমবায়ে যুক্ত থাকে)।
- সমান্তরাল সমবায় (Parallel): রোধগুলোর প্রান্তবিন্দু সাধারণ থাকে। তুল্য রোধ: $\frac{1}{R_p} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \dots$ (আমাদের বাড়ির বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতি এই সমবায়ে যুক্ত থাকে)।
🔌 তুল্য রোধ (Equivalent Resistance) ক্যালকুলেটর
দুটি রোধের সঠিক মান বসিয়ে সমবায় নির্বাচন করো:
৭. তড়িৎ প্রবাহের তাপীয় ফল এবং তড়িৎ ক্ষমতা
জুলের সূত্র অনুযায়ী, কোনো পরিবাহীতে উৎপন্ন তাপ ($H$) প্রবাহমাত্রার বর্গ, রোধ এবং সময়ের সমানুপাতিক। সূত্র: $H = I^2 R t$
তড়িৎ ক্ষমতা (Power - $P$): $P = V \times I$। এর একক ওয়াট ($W$)।
B.O.T একক: বাড়ির বৈদ্যুতিক বিল মাপা হয় B.O.T (Board of Trade) ইউনিটে। 1 B.O.T ইউনিট = 1 কিলোওয়াট-ঘণ্টা (kWh)। এটি তড়িৎ শক্তির একক।
🧠 নিজেকে যাচাই করো (20 Questions Mega Quiz)
নিচের প্রশ্নগুলোর সঠিক উত্তর নির্বাচন করো। প্রতিটি প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার পর সঠিক ও ভুল উত্তর নিচে স্পষ্টভাবে দেখা যাবে।