বিদ্যুৎ

$F={\frac {k\cdot q_{1}\cdot q_{2}}{r^{2}}}$

দুটি চার্জযুক্ত কণার মধ্যে যে বল কাজ করে, তা কুলম্বের সূত্র অনুযায়ী নির্ণয় করা যায়। এই বলের মান সমান হয় একটি ধ্রুবক k গুণিত প্রথম চার্জ ও দ্বিতীয় চার্জের গুণফল দ্বারা, যা ভাগ করা হয় তাদের মধ্যকার দূরত্বের বর্গ দ্বারা।

$E={\frac {F}{q}}$

একটি নির্দিষ্ট চার্জের উপর কার্যরত বলকে যদি সেই চার্জের মান দিয়ে ভাগ করা হয়, তাহলে যে মান পাওয়া যায় সেটিই ঐ স্থানে সৃষ্ট তড়িৎ ক্ষেত্র।

$E={\frac {k\cdot q}{r^{2}}}$

একটি নির্দিষ্ট চার্জ কোন বিন্দুতে যে তড়িৎ ক্ষেত্র সৃষ্টি করে, তার মান নির্ণয় করা যায় কুলম্ব ধ্রুবক k গুণিত ঐ চার্জ q দ্বারা, যা ভাগ করা হয় ঐ চার্জ থেকে ঐ বিন্দুর দূরত্বের বর্গ r² দ্বারা।

$U={\frac {k\cdot q_{1}\cdot q_{2}}{r}}$

দুটি চার্জযুক্ত কণার মধ্যে সঞ্চিত তড়িৎ বিভব শক্তি নির্ণয় করা যায় ধ্রুবক k গুণিত দুটি চার্জের গুণফল দ্বারা, যা ভাগ করা হয় তাদের মধ্যবর্তী দূরত্ব দ্বারা।

পরিবর্তনশীলসমূহ

F: বল (নিউটন)
k: কুলম্ব ধ্রুবক, ৮.৯৮৮×১০^৯ (N·m²/C²)
q₁: প্রথম চার্জ (কুলম্ব)
q₂: দ্বিতীয় চার্জ (কুলম্ব)
r: দুটি চার্জের মধ্যকার দূরত্ব (মিটার)

বিদ্যুৎ চার ধরনের পদার্থের মতো আচরণ করে:

সুপারকন্ডাক্টর: যেগুলো একেবারে কোনো প্রতিরোধ ছাড়াই বৈদ্যুতিক প্রবাহ ঘটাতে পারে (এগুলি সাধারণত শূন্য কেলভিন তাপমাত্রার কাছাকাছি তৈরি হয়)।
কন্ডাক্টর: যেগুলো খুব সামান্য প্রতিরোধের সঙ্গে তড়িৎ প্রবাহ ঘটাতে পারে।
সেমিকন্ডাক্টর: যেগুলো সীমিতভাবে তড়িৎ প্রবাহ ঘটাতে পারে, তবে প্রতিরোধ কিছুটা বেশি থাকে।
ইনসুলেটর: যেগুলো তড়িৎ প্রবাহ একেবারেই ঘটতে দেয় না।

চার্জ দুই ধরনের হতে পারে: ধনাত্মক (+) অথবা ঋণাত্মক (-)। একই ধরনের চার্জ একে অপরকে বিকর্ষণ করে, আর বিপরীত ধরনের চার্জ একে অপরকে আকর্ষণ করে।

তড়িৎ ক্ষেত্র

একটি চার্জ তড়িৎ ক্ষেত্রে একটি বল অনুভব করে। যদিও চার্জ নিজে ভেক্টর নয়, তবুও বল এবং তড়িৎ ক্ষেত্র উভয়ই ভেক্টর রাশি। যদি চার্জ ধনাত্মক হয়, তাহলে বল ও তড়িৎ ক্ষেত্র একই দিকে নির্দেশ করে। আর যদি চার্জ ঋণাত্মক হয়, তাহলে বল ও তড়িৎ ক্ষেত্র বিপরীত দিকে থাকে।

একটি একক চার্জ বা বিন্দু চার্জ চারদিকে তড়িৎ ক্ষেত্র সৃষ্টি করে। এই ক্ষেত্র কেন্দ্র থেকে দূরত্ব বৃদ্ধির সাথে দুর্বল হয়।

বিদ্যুতের মূল কণিকা হলো ইলেকট্রন। এই ইলেকট্রন থেকেই তড়িৎ ক্ষেত্র এবং চৌম্বক ক্ষেত্র সৃষ্টি হয়। যেহেতু তড়িৎ ক্ষেত্র ইনভার্স স্কয়ার সূত্র মেনে চলে, তাই এটি গোলাকারভাবে বিস্তার লাভ করে—অর্থাৎ, কেন্দ্র থেকে দূরের বস্তুতে এর প্রভাব কম হয়।

একটি বৈদ্যুতিক বর্তনী তৈরি হয় নিম্নোক্ত উপাদানগুলোর মাধ্যমে:

একটি পরিবাহী তার (যার মাধ্যমে তড়িৎ প্রবাহিত হয়),
একটি সুইচ (বর্তনী চালু বা বন্ধ করতে),
কিছু উপাদান (যেগুলো তড়িৎ শক্তিকে কাজে লাগায়), এবং
একটি ইলেক্ট্রোমোটিভ উৎস (যেমন একটি ভোলটাইক সেল)।

একটি ভোলটাইক সেলে দুইটি ধাতব পাত—দস্তা ও তামা—একটি দুর্বল সালফিউরিক অ্যাসিডে ডুবানো হয়। সার্কিট সম্পূর্ণ হলে, দস্তা অ্যাসিডের সঙ্গে বিক্রিয়া করে জিংক সালফেট তৈরি করে এবং তামার উপর হাইড্রোজেন বুদবুদ জমে। এই বুদবুদ বিদ্যুৎ প্রবাহে বাধা সৃষ্টি করে। এ সমস্যা সমাধানে Leclanché সেল ব্যবহৃত হয়, যেখানে তামার পরিবর্তে কার্বন ও ম্যাঙ্গানিজ ডাইঅক্সাইড ব্যবহৃত হয়। ম্যাঙ্গানিজ ডাইঅক্সাইড হাইড্রোজেনের সঙ্গে বিক্রিয়া করে পানি তৈরি করে এবং বেশি ইলেক্ট্রোমোটিভ শক্তি উৎপন্ন করে।

পরিবাহী তারের প্রতিরোধ নির্ভর করে:

তারের ব্যাসার্ধের ওপর (ব্যাসার্ধ বেশি হলে প্রতিরোধ কম),
তারের দৈর্ঘ্যের ওপর (দৈর্ঘ্য বেশি হলে প্রতিরোধ বেশি),
ব্যবহৃত পদার্থের ওপর, এবং
তাপমাত্রার ওপর।

একটানা তড়িৎ প্রবাহ বজায় রাখতে হলে রাসায়নিক বা যান্ত্রিক শক্তির অবিচ্ছিন্ন সরবরাহ প্রয়োজন।

তড়িৎ প্রবাহের সঙ্গে সঙ্গে একটি তড়িৎ ক্ষেত্র ও একটি চৌম্বক ক্ষেত্রও যুক্ত থাকে।

যে যন্ত্র তড়িৎ প্রবাহ শনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়, তাকে বলে গ্যালভানোস্কোপ। যদি একটি পরিবাহী তার গ্যালভানোস্কোপের পাশ দিয়ে নিয়ে যাওয়া হয়, তাহলে তাতে থাকা চৌম্বক সূচকটি তড়িৎ প্রবাহের বিপরীত দিকে ঘুরে যায়, যা থেকে প্রবাহের দিক এবং চৌম্বক ধর্ম বোঝা যায়।

একটি ডায়নামো ঘূর্ণনশীল চুম্বকের সাহায্যে ইলেক্ট্রোমোটিভ শক্তি তৈরি করতে পারে। তড়িৎ প্রবাহের চৌম্বক ধর্ম কাজে লাগিয়ে চুম্বকও তৈরি করা যায়। এক্ষেত্রে একটি লোহার টুকরোকে তারের কুণ্ডলী দিয়ে ঘিরে একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেট তৈরি করা হয়, যার মধ্যে তড়িৎ প্রবাহিত হলে তা চুম্বক হয়ে যায়।

পরিবাহীগুলোকে দুইভাবে সংযুক্ত করা যায়: সিরিজ ও সমান্তরালভাবে। সিরিজ সংযোগে কারেন্ট প্রতিটি উপাদানের মধ্য দিয়ে একইভাবে প্রবাহিত হয়। তখন ওহমের সূত্র অনুযায়ী কারেন্টের মান হয়:

$I={\frac {nE}{nr+R}}$

যেখানে,

I হলো কারেন্ট,
n হলো সেলের সংখ্যা,
E ইলেক্ট্রোমোটিভ শক্তি,
r প্রতিটি সেলের অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ, এবং
R বাহ্যিক প্রতিরোধ।

গাউস ও অ্যাম্পিয়ারের সূত্র সম্পর্কে বিস্তারিত জানতে দেখুন: এই ওয়েবসাইটটি