তড়িৎ প্রবাহের তাপীয় ফল সংক্রান্ত জুলের সুত্র

শ্রেণি- দশম | বিষয় – ভৌতবিজ্ঞান | অধ্যায়: চলতড়িৎ (তৃতীয় পর্ব)

কোন পরিবাহীর পদার্থের প্রাকৃতিই পরিবাহীর রোধের ভিন্নতার কারণ। যেমন – প্লাটিনাম, সোনা, রূপা, তামা, লোহা ইত্যাদি ধাতুগুলির রোধ ক্রম অনুসারে বাড়তে থাকে।

আবার ধাতব পরিবাহীর ক্ষেত্রে, রোধ – উষ্ণতা বৃদ্ধির সঙ্গে সঙ্গে বৃদ্ধি প্রাপ্ত হয়।

আমরা লক্ষ্য করে থাকবো যে কোন বৈদ্যুতিক যন্ত্র চালালেই তা গরম হয়ে যায়। যেমন বাল্ব জ্বালানোর পর সেই বাল্বের গায়ে হাত দিলে তা গরম বোধ হয়।

সুতরাং দেখা যাচ্ছে যে পরিবাহীর মধ্যে দিয়ে তড়িৎ পরিবহনের ফলে তাপ উৎপন্ন হয়।

কিন্তু কতটা পরিবহণের ফলে কত পরিমাণ তাপ উৎপন্ন হয়, তা কিভাবে জানা সম্ভব?

এই প্রশ্নের উত্তর দিয়েছিলেন বিজ্ঞানী জুল।

জুলের সুত্র (Joule’s law)

বিজ্ঞানী জুল বলেছিলেন, তড়িৎ প্রবাহের ফলে উৎপন্ন তাপ পরিবাহীতে প্রবাহমাত্রার বর্গের সমানুপাতিক এবং পরিবাহীতে কতক্ষণ তড়িৎপ্রবাহ হচ্ছে অর্থাৎ সময়ের সঙ্গে সমানুপাতিক।

দশম শ্রেণির অন্য বিভাগগুলি – গণিত | জীবন বিজ্ঞান | ভৌতবিজ্ঞান

ধরা যাক, কোন পরিবাহীতে তড়িৎ প্রবাহের ফলে উৎপন্ন তাপ ‘H’, পরিবাহীতে প্রবাহমাত্রা ‘I’ যখন ঐ পরিবাহীর উভয় প্রান্তের বিভব প্রভেদ ‘V’, পরিবাহীর রোধ ‘R’ এবং ঐ পরিবাহীতে তড়িৎ প্রবাহের সময় হল ‘t’, সুতরাং জুলের সূত্রের গানিতিক রূপটি হল –

$H$ ∝ $I^2$

$H$ ∝ $R$

$H$ ∝ $t$

এখন যৌগিক ভেদের সূত্রানুসারে পাই –

$H$ ∝ $I^2.R.T$

$H=\frac{I^2.R.T}{J}$

এক্ষেত্রে $\frac{1}{J}$ হল একটি ধ্রুবক, J এর মান হল 4.2 জুল।

সাধারন ভাবে ‘H’ এর মান S.I এককে নির্ণয় করার ক্ষেত্রেই আমরা J = 4.2 জুল, এই মানটি ব্যবহার করে থাকি এবং ‘H’ এর মান C. G. S. এককে নির্ণয়ের ক্ষেত্রে J = 1 হয়ে থাকে, কারণ এক্ষেত্রে তাপ ক্যালোরি এককে নির্ণীত হয় এবং 4.2 জুল = 1 ক্যালোরি।