আজকে আমরা পোস্ট অফিস বাক্স ব্যবহার করে রোধ নির্ণয় সম্পর্কে আলোচনা করবো। যা বাউবি এইচএসসি ২৮৭১ পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র ইউনিট ৩ তড়িৎ প্রবাহের চৌম্বক ক্রিয়া এর অন্তর্ভুক্ত।
পোস্ট অফিস বাক্স ব্যবহার করে রোধ নির্ণয়
পরীক্ষণের নাম:
পোস্ট অফিস বাক্স ব্যবহার করে অজানা রোধ নির্ণয়
তত্ত্ব:
পোস্ট অফিস বাক্স হুইটস্টোন ব্রিজের একটি বিশেষ রূপ। এর তিনটি বাহু AB, BC, AD-তে জানা রোধ P, Q, R থাকে। AB ও BC বাহুকে অনুপাত বাহু (ratio arm) বলা হয়। S অজানা রোধ C ও D এর মধ্যে স্থাপন করা হয়। G গ্যালভানোমিটার B ও D এর মধ্যে এবং E তড়িৎ কোষ A ও C এর মধ্যে স্থাপন করা হয় (চিত্র)।
অনুপাত বাহুদ্বয়ে P ও Q রোধ স্থাপন করে তৃতীয় বাহুর রোধ R এমনভাবে নিয়ন্ত্রণ করা হয় যাতে গ্যালভানোমিটারে শূন্য বিক্ষেপ হয়। এ অবস্থায় হুইটস্টোন ব্রিজ নীতি অনুসারে,
P/Q = R/S
বা, S = OR/P ………………….(1)
P, Q এবং R-এর মান জেনে অজানা রোধ S-এর মান পাওয়া যায় ।
যন্ত্রপাতি
পোস্ট অফিস বাক্স, তড়িৎ কোষ, গ্যালভানোমিটার, কয়েকটি অজানা রোধ, সংযোজনী তার, সিরিশ কাগজ ইত্যাদি।
যন্ত্রের বর্ণনা
পোস্ট অফিস বাক্স দেখতে অনেকটা রোধ বক্সের ন্যায় (চিত্র)। এতে কতকগুলো স্থির মানের রোধ তিনটি সারিতে থাকে। রোধগুলো (AB, BC ও AD) এমনভাবে যুক্ত করা হয় যে, এরা ৩.২৮ নং চিত্রে প্রদর্শিত হুইটস্টোন ব্রিজের P, Q এবং R বাহুর ন্যায় ক্রিয়া করে। যে রোধের মান পরিমাপ করতে হবে সে রোধটি (S) হল ব্রিজের চতুর্থ বাহু এবং এটি বাক্সটির C ও D স্ক্রুর সাথে যুক্ত থাকে। AB ও BC বাহুতে 10, 100 ও 1000 ও মের তিনটি করে রোধ শ্রেণি সমবায়ে সাজানো থাকে। এ দু’টি অংশকে হুইটস্টোন ব্রিজের P ও Q বাহুর সাথে তুলনা করা যায়।
পোস্ট অফিস বাক্সের এ দুটি অংশকে অনুপাত বাহু (ratio arm) বলা হয়। বাক্সটির তৃতীয় অংশের বিস্তৃতি হল A হতে D স্ক্রু পর্যন্ত্। এ বাহুটি হুইটস্টোন ব্রিজের R বাহুর সাথে তুলনীয়। তৃতীয় বাহুতে একটি পণ্ডাগের নিচে কোনো রোধ কুলী না থাকায় পণ্ঢাগটি খুললে একটি অসীম রোধ বর্তনীর অন্তর্ভুক্ত হয়। একে INF লেখা দ্বারা বুঝানো হয়েছে। এ বাহুতে 1 ও’হম হতে 5000 ওহম পর্যন্ত্ মোট 16 টি সসীম মানের রোধ থাকে।
পরীক্ষাধীন রোধটি C ও D বিন্দুর সাথে যুক্ত করা হয়। এটিই হবে ব্রিজের চতুর্থ বাহু S। A বিন্দু চাবি K এর নিচের অংশের (A’) সাথে অভ্যন্ত্ রীণভাবে সংযুক্ত। অনুরূপভাবে B বিন্দু চাবি K2-এর নিচের অংশের (B) সাথে সংযুক্ত। Ki কে ব্যাটারি চাবি ও K2 কে গ্যালভানোমিটার চাবি বলা হয়।
কার্যপ্রণালী
(১) প্রথমে খাতায় বর্তনী চিত্র অঙ্কন করা হয়।
(২) সংযোজনী তারের প্রা সিরিশ কাগজ দ্বারা পরিষ্কার করা হয় এবং চিত্রানুযায়ী অজানা রোধ (S) CD বাহুতে অভ্ র্ভুক্ত করা হয় ।
(৩) AB ও BC বাহুর প্রতিটিতে 10 ohm রোধ স্থাপন করে তৃতীয় বাহু AD তে রোধ শূন্য রেখে চাবির সাহায্যে সংযোগ সম্পূর্ণ করে গ্যালভানোমিটারের বিক্ষেপ লক্ষ্য করা হয়। এরপর তৃতীয় বাহুতে অসীম রোধ দিয়ে ও সংযোগ সম্পূর্ণ করে গ্যালভানোমিটারের বিক্ষেপ লক্ষ্য করা হয়। দুই বিক্ষেপ পরস্পরের বিপরীত দিকে হলে বুঝা যায় যে সংযোগ সঠিক হয়েছে।
(৪) অনুপাত বাহুদ্বয়ে P = 10 ohm ও Q = 10 ohm রোধ স্থাপন করে তৃতীয় বাহুতে পর্যায়ক্রমে ছোট ও বড় রোধ স্থাপন করে রোধ এমনভাবে নিয়ন্ত্রণ করা হয় যাতে R, এবং (R1+1) রোধে গ্যালভানোমিটারে বিপরীতমুখী বিক্ষেপ হয়। অতএব, অজানা রোধের মান R ও (R1 + 1 ) এর মধ্যে অবস্থিত।
(৫) অনুপাত বাহুদ্বয়ে 100 ohm ও 10 ohm রোধ স্থাপন করা হয়। যেহেতু প্রথম বাহুতে রোধ 10 গুণ বেড়েছে অতএব তৃতীয় বাহুতে রোধ 10 গুণ বাড়িয়ে নিয়ন্ত্রণ করা হয় যেন, R2 ও (R2+1) রোধে বিপরীত বিক্ষেপ হয়। অতএব ভারসাম্য রোধ R এর মান R2 ও (R2+1) এর মধ্যে অবস্থিত।
[৩য় বাহুতে রোধ R এর জন্য যদি বিক্ষেপ শূন্য হয়, তা হলে, S = R/10 ]
(৬) P = 1000 ohm ও Q = 10 ohm রোধ স্থাপন করা হয়। তৃতীয় বাহুতে রোধ আরও 10 গুণ বাড়িয়ে নিয়ন্ত্রণ করা হয়।
এবার R3 রোধে সূচক কোনো এক দিকে di ভাগ ও R3+1 রোধে সূচক বিপরীত দিকে d2 ভাগ বিক্ষেপ দেয়। এক্ষেত্রে
অজানা রোধ, S= (Q/P) [R3 + d₁/(d₁ +d₂)] = 1 /100 = [ R3 + d₁/(d₁ +d₂)] ohm
[৩য় বাহুতে রোধ R এর জন্য যদি বিক্ষেপ শূন্য হয়, তা হলে S = R /100
উপাত্ত
ছক: ৩-৩ (অজানা রোধ নির্ণয়)
হিসেব
অজানা রোধের মান S = …………… ohm
ফলাফল
S = …………… ohm
সতর্কতা
(১) সিরিশ কাগজ দ্বারা সংযোজনী তারের প্রান্ত্ ভালোভাবে পরিষ্কার করা হয়।
(২) স্বকীয় আবেশ পরিহারের জন্য পাঠ নেওয়ার সময় তড়িৎ কোষের বর্তনী আগে ও গ্যালভানোমিটারের বর্তনী পরে সংযোগ দেওয়া হয় ।
(৩) সকল সংযোগ শক্তভাবে দেওয়া হয় ৷
(৪) রোধ বাক্সের চাবিগুলো টাইট করে লাগানো হয়।
(৫) রোধগুলো যাতে উত্তপ্ত না হয় সে জন্য একটানা অনেকক্ষণ তড়িৎ প্রবাহিত করা অনুচিৎ।
রোধ নির্ণয়ের ছক (নমুনা (অনুকরণীয় নয়): ৩-৪
সার-সংক্ষেপ :
পোস্ট অফিস বক্সঃ
যে রোধ বাক্সের তিনটি বাহুর রোধকে হুইটস্টোন ব্রিজের তিনটি বাহু হিসাবে বিবেচনা করে এর সাহায্যে হুইটস্টোন ব্রিজ নীতি অবলম্বন করে কোনো অজানা রোধ নির্ণয় করা হয় তাকে পোস্ট অফিস বক্স বলা হয়।
মূল্যায়ন
১। রোধ মাপার যন্ত্র হলো:
ক. অ্যামমিটার
খ. ভোল্টমিটার
গ. পোস্ট অফিস বক্স
ঘ. পোটেনশিও মিটার
২। একটি হুইটস্টোন ব্রিজের তিন বাহুতে যথাক্রমে 12, 6 ও 82 রোধ আছে। চতুর্থ বাহুর রোধ কত হলে ব্রিজটি সাম্যাবস্থায় থাকবে?
ক. 652
খ. 452
গ. 252
ঘ. 352