ইলেকট্রনিক্স হল বৈদ্যুতিক চৌম্বক (এবং কোয়ান্টাম) তত্ত্বের প্রয়োগ, যার মাধ্যমে এমন সব যন্ত্র তৈরি করা হয় যা নানা উপযোগী কাজ সম্পাদন করতে সক্ষম — যেমন সাধারণ বৈদ্যুতিক হিটার বা বাতি থেকে শুরু করে জটিল লার্জ হ্যাড্রন কোলাইডারের মতো যন্ত্র পর্যন্ত।

ইলেকট্রনিক্স;ইলেকট্রনিক্সের উপাদান

ইলেকট্রনিক্স

ভূমিকা

ইলেকট্রনিক্স নিয়ে আলোচনা করতে হলে বিদ্যুতের কয়েকটি মৌলিক ধারণা জানা প্রয়োজন: চার্জ, কারেন্ট (যা চার্জের প্রবাহ) এবং বিভব (যা দুটি স্থানের মধ্যকার বিভব শক্তির পার্থক্য)। অনুগ্রহ করে এগুলোর সঙ্গে আপনি পরিচিত কি না তা নিশ্চিত করুন, তারপর আমরা আলোচনায় এগোব।

সার্কিট

ইলেকট্রনিক্সের মূল আকর্ষণ হলো সার্কিট। একটি সার্কিট গঠিত হয় তারের মাধ্যমে একে অপরের সঙ্গে যুক্ত উপাদান নিয়ে। সাধারণ উপাদানগুলোর মধ্যে রয়েছে রেজিস্টর ও ভোল্টেজের উৎস। একটি ধ্রুবক বৈদ্যুতিক প্রবাহ বজায় রাখতে হলে, রাসায়নিক বা যান্ত্রিক শক্তির ধারাবাহিক নিঃসরণ প্রয়োজন।

একটি ভোল্টাইক কোষ হলো সার্কিটের জন্য একটি সাধারণ বৈদ্যুতিক উৎস। এটি মূলত দুটি প্লেট নিয়ে গঠিত—একটি ধনাত্মক তামার প্লেট এবং একটি ঋণাত্মক দস্তার প্লেট। উল্লেখযোগ্য যে এই প্লেটদ্বয়কে পাতলা সালফিউরিক অ্যাসিডের মধ্যে স্থাপন করা হয়। যখন একটি কী সুইচ চালু করা হয় বা সার্কিটটি বন্ধ করা হয়, তখন দস্তা প্লেটটি সালফিউরিক অ্যাসিডের সঙ্গে রাসায়নিক বিক্রিয়ায় অংশ নেয়। এই প্রক্রিয়ায় উৎপন্ন ইলেক্ট্রোমোটিভ ফোর্স (E.M.F.)—যা সার্কিটে প্রয়োগ করা হয়—বিশ্বাস করা হয় যে দস্তা প্লেটের পৃষ্ঠে রাসায়নিক শক্তি থেকে বিদ্যুৎ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। এই রূপান্তরিত তড়িৎ গতিশীল বল এরপর সালফিউরিক অ্যাসিডের মাধ্যমে প্রবাহিত হয়। তবে ভোল্টাইক বা গ্যালভানিক কোষ ব্যবহারে কিছু অসুবিধাও দেখা দেয়। সার্কিট বন্ধ হলে তামার প্লেটের পৃষ্ঠে হাইড্রোজেন বুদ্বুদ জমা হতে শুরু করে, যার ফলে সার্কিটে প্রাপ্ত মোট তড়িৎ গতিশীল শক্তি হ্রাস পায়। দস্তা থেকে তামা প্লেটে যখন এই শক্তি প্রবাহিত হয় এবং সালফিউরিক অ্যাসিডের মধ্য দিয়ে যাত্রা করে তখন যে প্রতিবন্ধকতার সম্মুখীন হয় তাকে অভ্যন্তরীণ রোধ বলা হয়। এই অভ্যন্তরীণ রোধ কমানোর জন্য ভোল্টাইক কোষে ঘনীভূত সালফিউরিক অ্যাসিডের পরিবর্তে পাতলা সালফিউরিক অ্যাসিড ব্যবহার করা হয়, যাতে কোষটি সার্কিটে যথাযথভাবে ইলেক্ট্রোমোটিভ বল প্রয়োগ করতে পারে।

একটি সার্কিট খোলা থাকতে পারে, যখন এতে একটি বিরতি থাকে যাতে কোনো বিদ্যুৎপ্রবাহ চলতে না পারে; অথবা এটি বন্ধ থাকতে পারে, যাতে বিদ্যুৎপ্রবাহ চলতে পারে। এই সংজ্ঞাগুলো আমাদের ইলেকট্রনিক্স বিষয়ে কার্যকরভাবে আলোচনা করতে সহায়তা করে।

সরাসরি বিদ্যুৎ প্রবাহ এবং পর্যায়ক্রমিক বিদ্যুৎ প্রবাহ

যখন ইলেকট্রন কোনো তাদের গড় অবস্থান থেকে দোদুল্যমান না হয়ে একটি নির্দিষ্ট মাধ্যমে সোজাসুজি প্রবাহিত হয়, তখন তাকে বলা হয় সরাসরি প্রবাহ বা ডাইরেক্ট কারেন্ট । এই ডিসি প্রায় প্রতিটি ইলেকট্রনিক যন্ত্রাংশে ব্যবহৃত হয়।

অন্যদিকে, পর্যায়ক্রমিক প্রবাহের নাম থেকেই বোঝা যায় যেএখানে ইলেকট্রন সামনের দিকে ও পিছনের দিকে বারবার দিক পরিবর্তন করে। এর ফলে তুলনামূলকভাবে বেশি বিদ্যুৎ শক্তি উৎপন্ন হয়। এসি মূলত ব্যবহৃত হয় ইলেকট্রনের অপচয় কমানোর জন্য এবং একসাথে বেশি শক্তি সরবরাহের সুবিধার্থে।

মৌলিক উপাদান

ওহমের সূত্র

যদি 'V' পরিবাহীর দুই প্রান্তে প্রয়োগ করা বিভব পার্থক্য হয় এবং 'I' পরিবাহীর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত কারেন্ট হয়, তাহলে 'I' তার 'V' এর সরাসরি সমানুপাতিক। V = I x R

কার্শফের সূত্র

কার্শফের সূত্র সাধারণত সরাসরি প্রবাহ বা ডাইরেক্ট কারেন্ট (ডিসি) সার্কিটের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য, কিন্তু পরিবর্তনশীল বৈদ্যুতিক প্রবাহ ও বিভব — যেমন অল্টারনেটিং কারেন্ট (এসি) অথবা সংকেত প্রক্রিয়াকরণে ক্যাপাসিটার, ইন্ডাক্টর ও অ্যান্টেনার মতো উপাদান যুক্ত থাকলে — সেই ক্ষেত্রে এই সূত্রগুলো সবসময় কার্যকর হয় না।

কার্শফের তড়িৎপ্রবাহ সূত্র

সার্কিটের যেকোনো একটি বিন্দুতে প্রবেশ ও প্রস্থানকারী সমস্ত ধারা বা কারেন্টের যোগফল শূন্যের সমান।

\sum _{k=1}^{n}I_{k}=0

এই সূত্রটি এই ধারণার উপর ভিত্তি করে গঠিত যে, বিদ্যুৎ কেবলমাত্র পরিবাহীর মধ্য দিয়েই প্রবাহিত হয় এবং যখনই কোনো পরিবাহীর এক প্রান্ত দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয় তখন তা তৎক্ষণাৎ অপর প্রান্ত দিয়ে বেরিয়ে যায়।

কার্শফের বিভব সূত্র

সার্কিটের লুপের চারপাশে সমস্ত বিভবের যোগফল শূন্যের সমান।

\sum _{k=1}^{n}V_{k}=0

এটি এই ধারণার উপর ভিত্তি করে গঠিত যে, বন্ধ সার্কিট লুপের সাথে কোনো পরিবর্তনশীল চুম্বকীয় ক্ষেত্র সংযুক্ত নেই।

ক্ষমতা

p=কাজ সম্পন্ন/সময় লেগেছে p=I*V (ধারা * বিভব) P এর অন্যান্য সমীকরণও ওহমের সূত্র ব্যবহার করে বের করা যেতে পারে, যেমন P = IR^2, কারণ V = IR, যেটি প্রতিস্থাপন করলে পাওয়া যায় P = I * (IR) এবং অন্য একটি সমীকরণ হচ্ছে P = V^2/R।

ক্রমসংযোগে রোধক

একটি ক্রমসংযুক্ত (সিরিজ) সার্কিটে যত বেশি রোধক যোগ করা হয়, মোট রোধ তত বেশি হয়। প্রতিটি রোধক চার্জ প্রবাহে প্রতিবন্ধকতা সৃষ্টি করে এবং সেই প্রতিবন্ধকতা যুক্ত হয়ে সার্কিটে মোট রোধ বৃদ্ধি পায়। ব্যাটারির মাধ্যমে প্রবাহিত ধারা (কারেন্ট) মোট রোধের সাথে ব্যস্তানুপাতিক। অর্থাৎ রোধ যত বেশি, কারেন্ট তত কম। এই ধরনের সংযোগে সমতুল্য (মোট) রোধ হিসাব করা হয় সব রোধকের মান একসঙ্গে যোগ করে: R $eq$ =R $1$ +R $2$ +R $3$ +--------