একটি আদর্শ তড়িৎ উৎসের অভ্যন্তরীণ রোধ: জেনে নিন সঠিক মান

আমার আজকের আলোচ্য বিষয়টি হচ্ছে আদর্শ তড়িৎ উৎসের অভ্যন্তরীণ রোধ। তড়িৎ উৎস হচ্ছে এমন একটি উপকরণ যা তড়িৎ শক্তি সরবরাহ করে। তড়িৎ উৎসকে আদর্শ ও বাস্তব তড়িৎ উৎস দুই ভাগে ভাগ করা যায়। আদর্শ তড়িৎ উৎস কিছু নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যের অধিকারী যার সবগুলোর মধ্যে অভ্যন্তরীন রোধ অন্যতম। বাস্তবে এই ধরনের তড়িৎ উৎস এখনও পর্যন্ত আবিষ্কৃত হয়নি। বাস্তব তড়িৎ উৎস এর বৈশিষ্ট্য গুলো আদর্শ তড়িৎ উৎস এর বৈশিষ্ট্য থেকে একটু কম হয়। তবে এত কম যে তাদের প্রায় সমান বলে ধরা হয়।

তাড়িৎ উৎসের অভ্যন্তরীন রোধ আমাদের তড়িৎ বিভব, তড়িৎ প্রবাহ, তড়িৎ শক্তি ইত্যাদি বিষয় গুলো বুঝতে ও গণনা করতে সাহায্য করে। তাই আমার এই লেখার প্রধান উদ্দেশ্য হচ্ছে তড়িৎ উৎসের অভ্যন্তরীণ রোধের বিষয় গুলো সহজ ভাবে ব্যাখ্যা করা। এই লেখার মধ্যে আমি আলোচনা করব আদর্শ তড়িৎ উৎসের অভ্যন্তরীণ রোধ কাকে বলে, অভ্যন্তরীণ রোধ কত প্রকার হয় এবং কিসের উপর নির্ভর করে, কোন কোন পদ্ধতির মাধ্যমে তা গণনা করা যায়, এর কি কি তাৎপর্য এবং অভ্যন্তরীন রোধের কারণে বাস্তব তড়িৎ উৎস আদর্শ তড়িৎ উৎস থেকে কী কী দিক দিয়ে আলাদা হয়।

একটি আদর্শ তড়িৎ উৎসের অভ্যন্তরীণ রোধের সংজ্ঞা

আদর্শ তড়িৎ উৎসের অভ্যন্তরীণ রোধ আসলে কি? আমরা জানি, একটি বাস্তব তড়িৎ উৎস, যেমন ব্যাটারি বা সেল, একটি অভ্যন্তরীণ রোধের অধিকারী। এই অভ্যন্তরীণ রোধকে r দ্বারা নির্দেশ করা হয় এবং এটি উৎসের টার্মিনালে মাপা হয়।

আদর্শ তড়িৎ উৎসের অভ্যন্তরীণ রোধ হল শূন্য। এর অর্থ হল যখন উৎসের টার্মিনাল একটি বহিঃস্থ সার্কিটের সাথে সংযুক্ত থাকে, তখন এর আউটপুট ভোল্টেজ উৎসের ইএমএফ-এর সমান থাকে। আদর্শ তড়িৎ উৎসের কোনো অভ্যন্তরীণ শক্তি হ্রাস নেই, কারণ অভ্যন্তরীণ রোধের মধ্যে কোনো ভোল্টেজ ড্রপ নেই।

বাস্তবে, কোনো তড়িৎ উৎসই আদর্শ নয়। তবে, যখন অভ্যন্তরীণ রোধ আউটপুট সার্কিটের রোধের তুলনায় অবহেলাযোগ্য, তখন উৎসকে আদর্শ হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে। অন্য কথায়, যখন আউটপুট ভোল্টেজ ইএমএফ-এর কাছাকাছি থাকে, তখন উৎসটিকে আদর্শ হিসাবে ধরে নেওয়া যেতে পারে।

আদর্শ তড়িৎ উৎসের বৈশিষ্ট্য

আমরা জানি, একটি আদর্শ তড়িৎ উৎস একটি তড়িৎ উৎস যা নিম্নলিখিত বৈশিষ্ট্যগুলি প্রদর্শন করে:

• অসীম তড়িচ্চালক বল (emf): আদর্শ তড়িৎ উৎসের তড়িচ্চালক বল অসীম, অর্থাৎ এটি কোনো প্রতিরোধের বিরুদ্ধেও একটি ধ্রুব তড়িৎ চালিকা শক্তি সরবরাহ করতে পারে।

  
  

• শূন্য অভ্যন্তরীণ রোধ: আদর্শ তড়িৎ উৎসের অভ্যন্তরীণ রোধ শূন্য, অর্থাৎ এর মধ্য দিয়ে কোনো তড়িৎ প্রবাহ হলেও কোনো ভোল্টেজ পতন ঘটে না।

  
  

• ধ্রুব তড়িচ্চালক বল: আদর্শ তড়িৎ উৎসের তড়িচ্চালক বল কোনো বহিঃস্থ কারণ দ্বারা পরিবর্তিত হয় না, যেমন লোড প্রতিরোধ বা বহিঃস্থ তড়িৎ প্রবাহ।

  
  

যদিও বাস্তবে কোনো আদর্শ তড়িৎ উৎস নেই, তবে এই ধারণাটি তড়িৎ বর্তনীর বিশ্লেষণ এবং ডিজাইনে অত্যন্ত উপযোগী, কারণ এটি সার্কিটের আচরণকে সরলীকৃত করে। বাস্তবিক তড়িৎ উৎসগুলিকে সাধারণত তাদের তড়িচ্চালক বল, অভ্যন্তরীণ রোধ এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্যের দ্বারা মডেল করা হয়।

আদর্শ তড়িৎ উৎসের অভ্যন্তরীণ রোধের গণনা

আদর্শ তড়িৎ উৎস হলো তড়িৎ উৎসের একধরণের আদর্শ মডেল যা কল্পনা করা হয়েছে এর অভ্যন্তরীণ রোধের মান শূন্য। বাস্তবে অবশ্য কোনো তড়িৎ উৎসেরই অভ্যন্তরীণ রোধ শূন্য হয় না। তবে তড়িৎ উৎসের অভ্যন্তরীণ রোধের মান যেহেতু খুবই কম, তাই অনেক সময়ই তড়িৎ উৎসকে আদর্শ তড়িৎ উৎস হিসেবে বিবেচনা করা হয়।

একটি তড়িৎ উৎসের অভ্যন্তরীণ রোধের মান নির্ণয় করার জন্য আমরা তড়িৎ উৎসের টার্মিনালের মধ্যে একটি পরিবর্তনশীল রোধ লাগিয়ে তড়িৎ উৎসের টার্মিনালে ভোল্টেজ ও তড়িৎ প্রবাহের মান নির্ণয় করি। এরপর আমরা তড়িৎ উৎসের টার্মিনালে ভোল্টেজ ও তড়িৎ প্রবাহের মানের মধ্যে একটি গ্রাফ অঙ্কন করি। গ্রাফটি একটি সরলরেখা হবে এবং এর ঢালটিই তড়িৎ উৎসের অভ্যন্তরীণ রোধের মান নির্দেশ করবে।

অভ্যন্তরীণ রোধের তাৎপর্য

একটি আদর্শ তড়িৎ উৎসের অভ্যন্তরীণ রোধ শূন্য। কিন্তু বাস্তবের তড়িৎ উৎসের অভ্যন্তরে রাসায়নিক পরিবর্তন, তড়িৎ রাসায়নিক বিক্রিয়া বা কুণ্ডলীর উপস্থিতির জন্য সামান্য কিছু অভ্যন্তরীণ রোধ উপস্থিত থাকে। এই অভ্যন্তরীণ রোধ হলো তড়িৎ উৎসের মূল অংশ ও এর বাইরের বর্তনীর মধ্যে অবস্থিত একটি কাল্পনিক রোধ। এটি উৎসের টার্মিনালের মধ্যে একটি স্থির মানের রোধের মতো কাজ করে, যা বর্তনীতে প্রবাহিত তড়িৎ প্রবাহকে প্রভাবিত করে। অভ্যন্তরীণ রোধের মান ও এর বর্তনীর বাইরের রোধের মানের ওপর নির্ভর করে তড়িৎ উৎসের টার্মিনাল ভোল্টেজ হ্রাস হতে পারে। অভ্যন্তরীণ রোধ নেতিবাচক হতে পারে না কারণ এটি তড়িৎ উৎসের ক্ষমতার ক্ষতির প্রতিনিধিত্ব করে।

বাস্তব তড়িৎ উৎসের অভ্যন্তরীণ রোধ

আদর্শ তড়িৎ উৎসের অভ্যন্তরীণ রোধ শূন্য (০) ওম। কিন্তু বাস্তবে তড়িৎ উৎসের সঙ্গে যুক্ত তারের রোধ ও আভ্যন্তরীণ রোধ থাকে। বাস্তব তড়িৎ উৎসের আভ্যন্তরীণ রোধ তার নিজস্ব রাসায়নিক প্রক্রিয়া ও নির্মাণের উপর নির্ভর করে। আভ্যন্তরীণ রোধের কারণে বাস্তব তড়িৎ উৎসের টার্মিনাল ভোল্টেজ, খোলা এবং বন্ধ বর্তনী ভোল্টেজের মধ্যে পার্থক্য থাকে। বর্তনী খোলা থাকলে তড়িৎ উৎসের টার্মিনাল ভোল্টেজ এবং খোলা বর্তনী ভোল্টেজের মান সমান হয়। কিন্তু বর্তনী বন্ধ করলে তড়িৎ উৎসের টার্মিনাল ভোল্টেজ কমে যায় এবং বন্ধ বর্তনী ভোল্টেজের মান কম হয়। বাস্তব তড়িৎ উৎসের আভ্যন্তরীণ রোধের মান ওম মিটার দিয়ে পরিমাপ করা যায়।