ইলেকট্রিক্যাল রেসিস্ট্যান্স: এটি কী?

Electrical4u

ফিল্ড: মৌলিক তড়িৎ

China

ইলেকট্রিকাল রেজিস্ট্যান্স কি?

রেজিস্ট্যান্স (ওহমিক রেজিস্ট্যান্স বা ইলেকট্রিকাল রেজিস্ট্যান্স হিসেবেও পরিচিত) একটি মাপ যা ইলেকট্রিক সার্কিটে বিদ্যুৎপ্রবাহ প্রবাহের বাধা প্রকাশ করে। রেজিস্ট্যান্স ওহমে মাপা হয়, গ্রীক অক্ষর ওমেগা (Ω) দ্বারা প্রতীকীকৃত।

রেজিস্ট্যান্স বড় হলে, বিদ্যুৎপ্রবাহের বাধা বেশি হয়।

যখন প্রভেদ বিভব একটি পরিবাহীতে প্রয়োগ করা হয়, তখন বিদ্যুৎপ্রবাহ শুরু হয়, বা মুক্ত ইলেকট্রন গুলি চলতে শুরু করে। চলার সময়, মুক্ত ইলেকট্রন গুলি পরিবাহীর পরমাণু ও অণুর সাথে ধাক্কা খায়।

ধাক্কা বা বাধার কারণে, ইলেকট্রন বা বিদ্যুৎপ্রবাহের প্রবাহের হার সীমিত হয়। তাই, আমরা বলতে পারি যে ইলেকট্রন বা বিদ্যুৎপ্রবাহের প্রবাহের জন্য কিছু বাধা রয়েছে। এই বাধা হল রেজিস্ট্যান্স।

পরিবাহী পদার্থের রেজিস্ট্যান্স—

পদার্থের দৈর্ঘ্যের সঙ্গে সরাসরি সমানুপাতিক
পদার্থের অনুভূমিক ক্ষেত্রফলের সঙ্গে ব্যস্ত সমানুপাতিক
পদার্থের প্রকৃতির উপর নির্ভর করে
তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে

গাণিতিকভাবে, একটি পরিবাহী পদার্থের রেজিস্ট্যান্সকে প্রকাশ করা যায়,

$\begin{align*} R \propto \frac{l}{a} \end{align*}$

$\begin{align*} R = \rho \frac{l}{a} \,\, \Omega \end{align*}$

যেখানে R = পরিবাহীর রোধ

$l$ = পরিবাহীর দৈর্ঘ্য

a = পরিবাহীর অনুপ্রস্থ ক্ষেত্রফল

$\rho$ = পদার্থের সমানুপাতিক ধ্রুবক, যা নির্দিষ্ট রোধ বা রোধিতা হিসাবে পরিচিত

১ ওহম রোধের সংজ্ঞা

যদি ১ ভোল্ট পটেনশিয়াল পরিবাহীর দুই প্রান্তে প্রয়োগ করা হয় এবং তার মধ্য দিয়ে ১ আম্পিয়ার বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয়, তাহলে ঐ পরিবাহীর রোধ ১ ওহম বলা হয়।

$\begin{align*} R = \frac{V}{I} \end{align*}$

$\begin{align*} 1 \,\, Ohm = \frac{1 \,\, Volt}{1 \,\, Ampere} \end{align*}$

ইলেকট্রিক রোধ কী এককে মাপা হয় (একক)?

ইলেকট্রিক রোধ মাপা হয় (একটি SI একক যা রেসিস্টর) ওহমে, এবং Ω দিয়ে প্রকাশ করা হয়। ওহম (Ω) এককটি গ্রেট জার্মান পদার্থবিজ্ঞানী ও গণিতবিদ জর্জ সাইমন ওহমের নামে নামকরণ করা হয়েছে।

SI পদ্ধতিতে, একটি ওহম 1 ভোল্ট প্রতি 1 আম্পিয়ারের সমান। সুতরাং,

$\begin{align*} 1 \,\, Ohm = \frac{1 \,\, Volt}{1 \,\, Ampere} \end{align*}$

সুতরাং, রোধ বিভব প্রতি আম্পিয়ার এককেও মাপা হয়।

রেজিস্টর বিভিন্ন মানের উপর তৈরি এবং নির্দিষ্ট করা হয়। ওহম এককটি সাধারণত মধ্যম প্রতিরোধ মানের জন্য ব্যবহৃত হয়, কিন্তু অত্যন্ত বড় এবং ছোট প্রতিরোধ মানগুলিকে মিলিওহম, কিলোওহম, মেগাওহম ইত্যাদি এককে প্রকাশ করা যেতে পারে।

সুতরাং, রেজিস্টরের উপর নির্ভর করে তাদের মানের উপর ভিত্তি করে প্রতিরোধের উদ্ভূত এককগুলি তৈরি করা হয়, যা নিম্নলিখিত টেবিলে দেখানো হয়েছে।

Unit Name	Abbreviation	Values in Ohm $(\Omega)$
Milli Ohm	$m\,\,\Omega$	$10^-^3\,\,\Omega$
Micro Ohm	$\micro\,\,\Omega$	$10^-^6\,\,\Omega$
Nano Ohm	$n\,\,\Omega$	$10^-^9\,\,\Omega$
Kilo Ohm	$K\,\,\Omega$	$10^3\,\,\Omega$
Mega Ohm	$M\,\,\Omega$	$10^6\,\,\Omega$
Giga Ohm	$G\,\,\Omega$	$10^9\,\,\Omega$

রেজিস্টরের অনুপাতমূলক একক

বৈদ্যুতিক রোধের প্রতীক

বৈদ্যুতিক রোধের জন্য দুটি প্রধান বর্তনী প্রতীক ব্যবহৃত হয়।

রেজিস্টরের সবচেয়ে সাধারণ প্রতীক হল একটি ঝুকানো লাইন, যা উত্তর আমেরিকায় ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। অন্য বর্তনী প্রতীকটি হল একটি ছোট আয়তক্ষেত্র, যা ইউরোপ এবং এশিয়ায় ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, এটি আন্তর্জাতিক রেজিস্টর প্রতীক নামে পরিচিত।

রেজিস্টরের বর্তনী প্রতীক নিম্নলিখিত ছবিতে দেখানো হল।

企业微信截图_17099630627029.png 企业微信截图_17099630544755.png

বৈদ্যুতিক রোধের সূত্র

রোধের মৌলিক সূত্র হল:

রোধ, ভোল্টেজ এবং বিদ্যুৎ (ওহমের সূত্র) এর মধ্যে সম্পর্ক
রোধ, শক্তি, এবং ভোল্টেজ এর মধ্যে সম্পর্ক
রোধ, শক্তি, এবং বিদ্যুৎ এর মধ্যে সম্পর্ক

এই সম্পর্কগুলি নিম্নলিখিত ছবিতে সংক্ষিপ্ত করে দেখানো হল।

রোধের সূত্র ১ (ওহমের সূত্র)

ওহমের সূত্র অনুসারে

$\begin{align*} V = I * R \end{align*}$

সুতরাং, প্রতিরোধটি সরবরাহ ভোল্টেজ এবং বিদ্যুৎ প্রবাহের অনুপাত।

$\begin{align*} R = \frac{V}{I} \,\,\Omega \end{align*}$

প্রতিরোধ সূত্র ২ (শক্তি এবং ভোল্টেজ)

প্রদত্ত শক্তি হল সরবরাহ ভোল্টেজ এবং বিদ্যুৎ প্রবাহের গুণফল।

$\begin{align*} P = V * I \end{align*}$

এখন, $I = \frac{V}{R}$ উপরোক্ত সমীকরণে বসালে আমরা পাই,

$\begin{align*} P = \frac{V^2}{R} \end{align*}$

এভাবে, আমরা পাই যে রোধ হল সরবরাহ ভোল্টেজের বর্গ এবং শক্তির অনুপাত। গাণিতিকভাবে,

$\begin{align*} R = \frac{V^2}{P} \,\,\Omega \end{align*}$

রোধ সূত্র ৩ (শক্তি এবং ধারা)

আমরা জানি যে, $P = V * I$

সমীকরণে প্রতিস্থাপন করলে পাই,

$\begin{align*} P = I^2 * R \end{align*}$

এইভাবে, আমরা পাই যে রোধ হল শক্তি এবং বিদ্যুৎপ্রবাহের বর্গের অনুপাত। গাণিতিকভাবে,

$\begin{align*} R = \frac{P}{I^2} \,\, \Omega \end{align*}$

AC এবং DC রোধের মধ্যে পার্থক্য

AC রোধ এবং DC রোধের মধ্যে পার্থক্য রয়েছে। এটি সংক্ষেপে আলোচনা করা যাক।

AC রোধ

AC সার্কিটে মোট রোধ (রোধ, সাধারণ রিয়্যাকট্যান্স, এবং ধারাযুক্ত রিয়্যাকট্যান্স) কে বলা হয় ইম্পিডেন্স। তাই, AC রোধকে ইম্পিডেন্সও বলা হয়।

রোধ = ইম্পিডেন্স অর্থাৎ,

$\begin{align*} R = Z \end{align*}$

নিম্নলিখিত সূত্রটি AC বা পরিবহন বর্তনীর AC প্রতিরোধ বা প্রতিরোধের মান দেয়,

$\begin{align*} R_A_C = \sqrt{R^2 + (X_L-X_C)^2} \,\, \Omega \end{align*}$

DC প্রতিরোধ

DC এর মান ধ্রুবক, অর্থাৎ DC বর্তনীতে কোনও ফ্রিকোয়েন্সি নেই; তাই DC বর্তনীতে ধারক প্রতিরোধ এবং আবেশ প্রতিরোধ শূন্য।

সুতরাং, DC সরবরাহের অধীনে শুধুমাত্র পরিবহনকারী বা তারের প্রতিরোধ মান প্রভাব পায়।

অতএব, ওহমের সূত্র অনুসারে, আমরা DC প্রতিরোধের মান গণনা করতে পারি।

$\begin{align*} R_D_C = \frac{V}{I} \,\, \Omega \end{align*}$

AC প্রতিরোধ বা DC প্রতিরোধ কোনটি বেশি?

ডিসি সরবরাহে ফ্রিকোয়েন্সি শূন্য হওয়ায় ডিসি সার্কিটে স্কিন ইফেক্ট থাকে না। তাই, স্কিন ইফেক্টের কারণে এসি রেজিস্টেন্স ডিসি রেজিস্টেন্সের চেয়ে বেশি হয়।

$\begin{align*} R_A_C = R_D_C \end{align*}$

সাধারণত, এসি রেজিস্টেন্সের মান ডিসি রেজিস্টেন্সের মানের ১.৬ গুণ।

$\begin{align*} R_A_C = 1.6 * R_D_C \end{align*}$

ইলেকট্রিক্যাল রেজিস্টেন্স, হিটিং এবং তাপমাত্রা

ইলেকট্রিক্যাল রেজিস্টেন্স এবং হিটিং

যখন ইলেকট্রিক কারেন্ট (অর্থাৎ, ফ্রি ইলেকট্রনের প্রবাহ) একটি পরিবাহী দিয়ে প্রবাহিত হয়, তখন প্রবাহী ইলেকট্রন এবং পরিবাহীর অণুগুলির মধ্যে কিছু ‘ঘর্ষণ’ হয়। এই ঘর্ষণকে ইলেকট্রিক্যাল রেজিস্টেন্স বলা হয়।

এভাবে, পরিবাহীতে সরবরাহ করা ইলেকট্রিক্যাল এনার্জি ঘর্ষণ বা ইলেকট্রিক্যাল রেজিস্টেন্সের কারণে তাপ হিসাবে রূপান্তরিত হয়। এটি ইলেকট্রিক্যাল রেজিস্টেন্স দ্বারা উৎপাদিত ইলেকট্রিক কারেন্টের তাপ প্রভাব হিসাবে পরিচিত।

উদাহরণস্বরূপ, যদি I আম্পিয়ার বিদ্যুৎ একটি R ওহম রোধের মধ্য দিয়ে t সেকেন্ডের জন্য প্রবাহিত হয়, তাহলে প্রদত্ত বৈদ্যুতিক শক্তি হবে I2Rt জুল। এই শক্তি গরম হিসাবে রূপান্তরিত হয়।

অতএব,

$\begin{align*} Heat \,\, produced \,\,(H) = I^2 * R * t \,\, joules \end{align*}$

$\begin{align*} = \frac{I^2 * R * t}{4.186} \,\, calories \end{align*}$

এই গরম প্রভাব বিভিন্ন বৈদ্যুতিক উষ্ণতা যন্ত্রপাতি যেমন বৈদ্যুতিক উষ্ণতা যন্ত্র, বৈদ্যুতিক টোস্টার, বৈদ্যুতিক চায়ের পাত্র, বৈদ্যুতিক আয়রন, সোল্ডারিং আয়রন ইত্যাদি তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। এই যন্ত্রগুলির মৌলিক নীতি একই, অর্থাৎ যখন বৈদ্যুতিক প্রবাহ একটি উচ্চ রোধ (যাকে উষ্ণতা উপাদান বলা হয়) দিয়ে প্রবাহিত হয়, তখন এটি প্রয়োজনীয় গরম তৈরি করে।

নিকেল এবং ক্রোমিয়ামের একটি সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত লোহা নামে নিক্রোম এর রোধ তামার তুলনায় ৫০ গুণ বেশি।

তাপমাত্রার প্রভাব বৈদ্যুতিক রোধে

সকল পদার্থের রোধ তাপমাত্রার পরিবর্তনের দ্বারা প্রভাবিত হয়। তাপমাত্রার পরিবর্তনের প্রভাব পদার্থের উপর নির্ভর করে ভিন্ন হয়।

ধাতু

শুদ্ধ ধাতু (যেমন, তামা, অ্যালুমিনিয়াম, রূপা ইত্যাদি) এর তড়িচ্চালক প্রতিরোধ তাপমাত্রার সাথে বৃদ্ধি পায়। এই প্রতিরোধের বৃদ্ধি সাধারণ তাপমাত্রার পরিসরে বেশ বড় হয়। ফলস্বরূপ, ধাতুগুলির একটি ধনাত্মক তাপমাত্রার সহগ রয়েছে।

লোহার মিশ্রণ

লোহার মিশ্রণ (যেমন, নিক্রোম, ম্যাঙ্গানিন ইত্যাদি) এর তড়িচ্চালক প্রতিরোধও তাপমাত্রার সাথে বৃদ্ধি পায়। এই প্রতিরোধের বৃদ্ধি অনিয়মিত এবং আপেক্ষিকভাবে ছোট। ফলস্বরূপ, লোহার মিশ্রণগুলির একটি কম মানের ধনাত্মক তাপমাত্রার সহগ রয়েছে।

অর্ধপরিবাহী, অপরিবাহী এবং বিদ্যুৎচালক

অর্ধপরিবাহী, অপরিবাহী এবং বিদ্যুৎচালকের তড়িচ্চালক প্রতিরোধ তাপমাত্রার সাথে হ্রাস পায়। যখন তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়, তখন অনেক মুক্ত ইলেকট্রন সৃষ্টি হয়। ফলে, তড়িচ্চালক প্রতিরোধের মান হ্রাস পায়। ফলস্বরূপ, এমন পদার্থগুলির একটি ঋণাত্মক তাপমাত্রার সহগ রয়েছে।

প্রতিরোধ সম্পর্কে সাধারণ প্রশ্ন

মানব শরীরের তড়িচ্চালক প্রতিরোধ

মানব শরীরের ত্বকের প্রতিরোধ উচ্চ, কিন্তু অভ্যন্তরীণ শরীরের প্রতিরোধ কম। যখন মানব শরীর শুকনো, তখন তার গড় প্রভাবশালী প্রতিরোধ উচ্চ, এবং যখন ভিজে, তখন প্রতিরোধ বেশ কমে যায়।

শুকনো অবস্থায়, মানব শরীর দ্বারা প্রদত্ত প্রভাবশালী প্রতিরোধ ১০০,০০০ ওহম, এবং ভিজে অবস্থায় বা ভেঙে যাওয়া ত্বকের ক্ষেত্রে, প্রতিরোধ ১,০০০ ওহম হ্রাস পায়।

যদি উচ্চ ভোল্টেজের বিদ্যুৎশক্তি মানব ত্বকে প্রবেশ করে, তবে এটি শীঘ্রই মানব ত্বক ভেঙে দেয়, এবং শরীর দ্বারা প্রদত্ত প্রতিরোধ ৫০০ ওহম হ্রাস পায়।

হাওয়ার তড়িৎ প্রতিরোধ

আমরা জানি যে কোনও পদার্থের তড়িৎ প্রতিরোধ ঐ পদার্থের প্রতিরোধকতা বা বিশেষ প্রতিরোধের উপর নির্ভর করে। হাওয়ার প্রতিরোধকতা বা বিশেষ প্রতিরোধ প্রায় $10^6$ থেকে $10^1^5$ $\Omega-m$ ২০°C তাপমাত্রায়।

হাওয়ার তড়িৎ প্রতিরোধ হল হাওয়ার একটি তড়িৎ প্রবাহ প্রতিরোধ করার ক্ষমতার পরিমাপ। হাওয়ার প্রতিরোধ হল বস্তুর প্রথম পৃষ্ঠ এবং হাওয়ার অণুগুলির মধ্যে সংঘর্ষের ফল। হাওয়ার প্রতিরোধের পরিমাণ প্রভাবিত করে দুটি প্রধান কারণ হল বস্তুর গতিবেগ এবং বস্তুর অনুভূমিক ক্ষেত্রফল।

হাওয়ার ভেঙে যাওয়া বা ডাইইলেকট্রিক শক্তি ২১.১ kV/cm (RMS) বা ৩০ kV/cm (শীর্ষ), যার মানে হল হাওয়া ২১.১ kV/cm (RMS) বা ৩০ kV/cm (শীর্ষ) পর্যন্ত তড়িৎ প্রতিরোধ প্রদান করে। যদি হাওয়ার তড়িৎ চাপ ২১.১ kV/cm (RMS) ছাড়িয়ে যায়, তাহলে হাওয়া ভেঙে যায়; তাই আমরা বলতে পারি যে হাওয়ার প্রতিরোধ শূন্য হয়ে যায়।

পানির তড়িৎ প্রতিরোধ

পানির বিশেষ প্রতিরোধ বা প্রতিরোধকতা হল পানির তড়িৎ প্রবাহ প্রতিরোধ করার ক্ষমতার পরিমাপ, যা পানিতে দ্রবীভূত লবণের ঘনত্বের উপর নির্ভর করে।

পরিষ্কার পানির বিশেষ প্রতিরোধ বা প্রতিরোধকতা বেশি হয়, কারণ এতে কোনও আয়ন থাকে না। যখন লবণ পরিষ্কার পানিতে দ্রবীভূত হয়, তখন মুক্ত আয়ন উৎপন্ন হয়। এই আয়নগুলি তড়িৎ প্রবাহ পরিচালন করতে পারে; তাই প্রতিরোধ কমে যায়।

দ্রবীভূত লবণের উচ্চ ঘনত্বের পানির বিশেষ প্রতিরোধ বা প্রতিরোধকতা কম হবে এবং বিপরীতটাও সত্য। নিম্নের টেবিলে বিভিন্ন ধরনের পানির জন্য প্রতিরোধকতার মান দেখানো হল।

পানির প্রকারভেদ	ওহম-মিটারে প্রতিরোধ $(\Omega-m)$
শুদ্ধ পানি	২০,০০০,০০০
সমুদ্র পানি	২০-২৫
ডিসটিলড পানি	৫,০০,০০০
বৃষ্টির পানি	২০,০০০
নদীর পানি	২০০
পানীয় পানি	২ থেকে ২০০
ডিআইঅনাইজড পানি	১,৮০,০০০

কপারের তড়িৎ প্রতিরোধ

কপার একটি ভাল পরিবাহী; সুতরাং এটির প্রতিরোধের মান কম। কপার দ্বারা প্রদত্ত প্রাকৃতিক প্রতিরোধকে কপারের বিশেষ প্রতিরোধ বা প্রতিরোধশীলতা বলা হয়।

কপারের বিশেষ প্রতিরোধ বা প্রতিরোধশীলতার মান $1.68 * 10^-^8\,\,\Omega-m$ ।

তড়িৎ প্রতিরোধ যখন শূন্য হয়, তাকে কী বলে?

যখন তড়িৎ প্রতিরোধ শূন্য হয়, এই ঘটনাকে অতিচালকতা (superconductivity) বলা হয়।

ওহমের সূত্র অনুযায়ী,

$\begin{align*} I = \frac{V}{R} \end{align*}$

যদি তড়িৎ প্রতিরোধ, অর্থাৎ R = 0 হয়, তবে,

$\begin{align*} I = \frac{V}{0} = \infty \end{align*}$

সুতরাং, যদি পরিবাহীর প্রতিরোধ শূন্য হয়, তবে পরিবাহী দিয়ে অসীম প্রবাহ প্রবাহিত হয়; এই ঘটনাকে অতিচালকতা (superconductivity) বলা হয়।

আমরা বলতে পারি যে, যদি তড়িৎ প্রতিরোধ শূন্য হয়, তবে এর চালকত্ব অসীম।

$\begin{align*} G = \frac{1}{R} = \frac{1}{0} = \infty \end{align*}$

প্রতিরোধকতা কিভাবে প্রতিরোধকে প্রভাবিত করে?

আমরা জানি, একটি পরিবাহী পদার্থের প্রতিরোধকে নিম্নরূপ প্রকাশ করা যায়,

$\begin{align*} R \propto \frac{l}{a} \end{align*}$

$\begin{align*} R = \rho \frac{l}{a} \,\, \Omega \end{align*}$

যেখানে R = পরিবাহীর প্রতিরোধ

$l$ = পরিবাহীর দৈর্ঘ্য

a = পরিবাহীর অনুভূমিক ক্ষেত্রফল

$\rho$ = উপকরণের নির্দিষ্ট প্রতিরোধ বা প্রতিরোধকতা হিসেবে পরিচিত প্রস্থানুপাতিক ধ্রুবক

এখন, যদি $l = 1\,\,m , a = 1\,\,m^2$ তাহলে

$\begin{align*} R = \rho \end{align*}$

অতএব, একটি উপকরণের নির্দিষ্ট প্রতিরোধ বা প্রতিরোধকতা হল উপকরণের একক দৈর্ঘ্য এবং একক অনুভূমিক ক্ষেত্রফল দ্বারা প্রদত্ত প্রতিরোধ।

আমরা জানি যে প্রতিটি পরিবাহী উপকরণের নির্দিষ্ট প্রতিরোধ বা প্রতিরোধকতার মান ভিন্ন হয়; সুতরাং, প্রতিরোধের মান পরিবাহী উপকরণের দৈর্ঘ্য এবং ক্ষেত্রফলের উপর নির্ভর করে।

উৎস: Electrical4u

特别声明：尊重原文，好文章值得分享，如有侵权请联系删除。