তড়িৎ রোধ (Electrical Resistance)

পরিবাহীর মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহ চলার সময় আধানবাহী কণাগুলির সুশৃঙ্খল গতির বিরুদ্ধে পরিবাহী একটি বাধা সৃষ্টি করে। এই বাধা দেওয়ার ধর্মকে পরিবাহীর তড়িৎ রোধ (Resistance) বলা হয়।

একই বিভব প্রভেদে কোনো পরিবাহীর রোধ বেশি হলে তার মধ্য দিয়ে প্রবাহ কম হয়; রোধ কম হলে প্রবাহ বেশি হয়। ওহমের সূত্র থেকে—

রোধের SI একক ওহম (Ω)।

রোধ কোন কোন বিষয়ে নির্ভর করে?

একটি পরিবাহীর রোধ প্রধানত চারটি বিষয়ে নির্ভর করে—

1. পরিবাহীর উপাদান
2. পরিবাহীর তাপমাত্রা
3. পরিবাহীর দৈর্ঘ্য
4. পরিবাহীর প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল

1. উপাদানের প্রভাব

একই দৈর্ঘ্য, একই প্রস্থচ্ছেদ এবং একই তাপমাত্রার দুইটি তারের উপাদান আলাদা হলে তাদের রোধও আলাদা হতে পারে। উৎসপাঠে রূপা ও লোহার উদাহরণ দেওয়া হয়েছে—রূপা তুলনামূলকভাবে ভালো পরিবাহী হওয়ায় একই অবস্থায় তার রোধ কম হয়।

2. তাপমাত্রার প্রভাব

উৎসপাঠ অনুযায়ী—

• অধিকাংশ বিশুদ্ধ ধাতুর তাপমাত্রা বাড়লে রোধ বাড়ে।
• কার্বন, সিলিকন, জার্মেনিয়াম এবং তড়িৎ-বিশ্লেষ্য পদার্থে তাপমাত্রা বাড়লে রোধ কমতে পারে।
• ইনভার, ম্যাঙ্গানিন ও কনস্ট্যান্টানের মতো কিছু সংকর ধাতুর রোধ তাপমাত্রা পরিবর্তনে তুলনামূলকভাবে কম পরিবর্তিত হয়।

দৈর্ঘ্যের সঙ্গে রোধের সম্পর্ক

উপাদান, তাপমাত্রা ও প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল স্থির থাকলে পরিবাহীর রোধ তার দৈর্ঘ্যের সমানুপাতিক।

অর্থাৎ তার লম্বা করলে রোধ বাড়ে এবং ছোট করলে রোধ কমে।

প্রস্থচ্ছেদের সঙ্গে রোধের সম্পর্ক

উপাদান, তাপমাত্রা ও দৈর্ঘ্য স্থির থাকলে রোধ প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফলের ব্যস্তানুপাতিক।

অর্থাৎ মোটা তারের প্রস্থচ্ছেদ বেশি হওয়ায় তার রোধ কম এবং সরু তারের রোধ বেশি।

দুটি সম্পর্ক একত্র করলে—

অতএব,

এখানে হলো উপাদানের রোধাঙ্ক (Resistivity)।

রোধাঙ্ক (Resistivity)

একটি নির্দিষ্ট উপাদানের ক্ষেত্রে নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় একটি বৈশিষ্ট্যসূচক রাশি। সূত্র থেকে—

একক দৈর্ঘ্য ও একক প্রস্থচ্ছেদবিশিষ্ট পরিবাহীর রোধের সঙ্গে রোধাঙ্কের ধারণাটি সম্পর্কিত।

SI একক

অর্থাৎ রোধাঙ্কের SI একক ওহম-মিটার (Ω·m)।

রোধ ও রোধাঙ্কের পার্থক্য

তার টানলে রোধ কেন বদলে যায়?

উৎসপাঠের উদাহরণে 6 Ω রোধের একটি ধাতব তারকে টেনে দৈর্ঘ্য দ্বিগুণ করা হয়েছে এবং তারের আয়তন অপরিবর্তিত ধরা হয়েছে।

প্রথমে,

দৈর্ঘ্য দ্বিগুণ হলে,

আয়তন অপরিবর্তিত থাকায়,

তাই,

অতএব,

উত্তর: 24 Ω

পরিবাহিতা (Conductance)

পরিবাহী যত সহজে তড়িৎ প্রবাহ যেতে দেয়, তার পরিবাহিতা তত বেশি। উৎসপাঠে পরিবাহিতা রোধের ব্যস্ত রাশি হিসেবে দেওয়া হয়েছে।

এর SI একক সিমেন্স (S)।

উৎসপাঠে পরিবাহিতার প্রতীক k ব্যবহার করা হয়েছে; আধুনিকভাবে conductance বোঝাতে এখানে G ব্যবহার করা হয়েছে যাতে conductivity-এর প্রতীক σ-এর সঙ্গে বিভ্রান্তি না হয়।

পরিবাহিতাঙ্ক (Conductivity)

উপাদানের পরিবাহিতাঙ্ক রোধাঙ্কের ব্যস্ত রাশি।

এর SI একক—

রোধাঙ্ক কম হলে সাধারণত পরিবাহিতাঙ্ক বেশি হয়।

অর্ধপরিবাহী ও অতিপরিবাহী: সংক্ষিপ্ত ধারণা

উৎসপাঠে রোধের প্রসঙ্গে আরও দুটি বিশেষ ধরনের পদার্থের উল্লেখ আছে।

অর্ধপরিবাহী (Semiconductor)

সুপরিবাহী ও অন্তরকের মাঝামাঝি বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যযুক্ত পদার্থকে অর্ধপরিবাহী বলা হয়। উদাহরণ হিসেবে সিলিকন (Si) ও জার্মেনিয়াম (Ge) উল্লেখ করা হয়েছে। তাপমাত্রা বাড়লে এদের রোধ কমতে পারে।

অতিপরিবাহী (Superconductor)

কিছু পদার্থ খুব নিম্ন তাপমাত্রায় গেলে তাদের তড়িৎ রোধ শূন্যের দিকে নেমে যায়। এই বিশেষ অবস্থাকে অতিপরিবাহিতা বলা হয়।

এগুলি এখানে পরিচিতিমূলক ধারণা; বিস্তারিত উচ্চতর শ্রেণিতে পড়া হবে।

রোধের উপর আলো, চৌম্বক ক্ষেত্র ও চাপের প্রভাব: উৎসপাঠের অতিরিক্ত তথ্য

উৎসপাঠে রোধের উপর আরও কয়েকটি ভৌত প্রভাবের উদাহরণ দেওয়া হয়েছে।

• সেলেনিয়ামের উপর আলো পড়লে তার রোধ কমতে পারে; আলোর তীব্রতা বাড়লে রোধ আরও কমার উদাহরণ দেওয়া হয়েছে।
• বিসমাথকে চৌম্বক ক্ষেত্রে রাখলে তার রোধ পরিবর্তিত হওয়ার উল্লেখ আছে।
• কিছু পদার্থে চাপ পরিবর্তনের সঙ্গে রোধ পরিবর্তিত হতে পারে; কার্বন চূর্ণের ক্ষেত্রে এই ধর্মের ব্যবহারিক উদাহরণও উৎসপাঠে দেওয়া হয়েছে।

এই অংশটি মূল Class 10 সূত্রের চেয়ে বিস্তৃত তথ্য হিসেবে মনে রাখবে।

রোধ নিয়ন্ত্রণে রিওস্ট্যাট

বর্তনীতে প্রয়োজন অনুযায়ী কার্যকর রোধ বাড়ানো বা কমানোর জন্য রিওস্ট্যাট (Rheostat) ব্যবহার করা হয়। রোধ পরিবর্তন করলে ওহমের সূত্র অনুযায়ী প্রবাহের মানও পরিবর্তিত হয়।

উৎসপাঠে পাখার রেগুলেটর ও অন্যান্য পরিবর্তনশীল রোধের উদাহরণও দেওয়া হয়েছে।

রোধকের উপাদানের কাঙ্ক্ষিত বৈশিষ্ট্য

উৎসপাঠ অনুযায়ী ভালো রোধক তৈরির ক্ষেত্রে সাধারণভাবে লক্ষ্য রাখা হয়—

• তাপমাত্রা পরিবর্তনে রোধ যেন খুব বেশি বদলে না যায়।
• আর্দ্রতার প্রভাবে রোধের পরিবর্তন যেন কম হয়।
• উপাদানের রোধাঙ্ক প্রয়োজন অনুযায়ী যথেষ্ট বেশি হয়।
• কাজের সময় উৎপন্ন তাপ সহ্য করতে পারে।

সমাধানসহ উদাহরণ

উদাহরণ 1

একই উপাদানের দুটি তারের দৈর্ঘ্য সমান। প্রথম তারের ব্যাসার্ধ দ্বিতীয়টির দ্বিগুণ। রোধের অনুপাত কত?

প্রথম তারের ব্যাসার্ধ , দ্বিতীয়টির ।

উত্তর: 1 : 4

উদাহরণ 2

একই ধাতুর দুটি তারের প্রথমটির রোধ 10 Ω। দ্বিতীয়টির দৈর্ঘ্য প্রথমটির 3 গুণ এবং প্রস্থচ্ছেদ অর্ধেক। দ্বিতীয়টির রোধ কত?

উত্তর: 60 Ω

উদাহরণ 3

25 cm লম্বা এবং 0.15 cm² প্রস্থচ্ছেদের একটি তারে 5 V বিভব প্রভেদ দিলে 2 A প্রবাহ হয়। রোধাঙ্ক কত?

প্রথমে,

তারপর,

দ্রুত মনে রাখো

নিজে চেষ্টা করো

1. একই উপাদানের দুটি তারের দৈর্ঘ্যের অনুপাত 2:3 এবং প্রস্থচ্ছেদ সমান। রোধের অনুপাত কত?
2. একটি তারের দৈর্ঘ্য দ্বিগুণ করলে, প্রস্থচ্ছেদ অপরিবর্তিত থাকলে রোধ কীভাবে বদলাবে?
3. একটি তারের প্রস্থচ্ছেদ দ্বিগুণ করলে, দৈর্ঘ্য অপরিবর্তিত থাকলে রোধ কত গুণ হবে?
4. , , হলে রোধাঙ্ক নির্ণয় করো।