2022 A/L Physics Past Paper · Question 30 (Sinhala Medium)

Answer: (3) $0.4\ \text{A}$

දී ඇති තොරතුරු

අපි දන්නා දේ:

බැටරි $12\ \text{V}$ සහ $8\ \text{V}$ වන අතර ඒවාට අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධයක් නැත. රූපයේ දෙකෙහිම ධන තහඩු පහළ කොන් දෙක දෙසට ඇත. එබැවින් ඒවා එකිනෙකට ප්‍රතිවිරුද්ධව තල්ලු කරයි, $12\ \text{V}$ බැටරිය ජය ගනී.

ප්‍රතිරෝධක මෙසේ: මැද $3\ \Omega$, $4\ \Omega$. පතුලේ $6\ \Omega$. ඉහළ $4\ \Omega$, $2\ \Omega$. ධාරිත්‍රකය $10\ \mu\text{F}$ වේ.

පරිපථය අනවරත අවස්ථාවට පත්ව ඇත. ධාරිත්‍රකය සම්පූර්ණයෙන් ආරෝපණය වී ඇත.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සෙවිය යුතු දේ: $3\ \Omega$ ප්‍රතිරෝධකයේ ධාරාව $I_3$.

සෑම අකුරක්ම කුමක් දැක්වේ ද:

$I_1$ ($\text{A}$): $4\ \Omega$ සහ $2\ \Omega$ ප්‍රතිරෝධක හරහා යන ඉහළ මාර්ගයේ ධාරාව.

$I_2$ ($\text{A}$): $6\ \Omega$ ප්‍රතිරෝධකයේ ධාරාව.

$I_3$ ($\text{A}$): මැද ඇති $3\ \Omega$ සහ $4\ \Omega$ ප්‍රතිරෝධකවල ධාරාව.

$E$ ($\text{V}$): බැටරියක විද්‍යුත්ගාමක බලය.

$R$ ($\Omega$): ප්‍රතිරෝධයක්.

අදාළ න්‍යාය

ඇමීටර පාඨාංකය ශූන්‍ය වන්නේ ධාරිත්‍රකය ආරෝපණය වීමෙන් පසු එය හරහා ධාරාවක් ගලා නොයෑම නිසාය.

පරිපථයක යම් සන්ධියක් හරහා ගලා යන ධාරාවන්ගේ වීජීය ඓක්‍යය ශූන්‍යය වේ

යම් සංවෘත විද්‍යුත් පරිපථයක විද්‍යුත්ගාමක බලවල වීජීය ඓක්‍යය, එම පරිපථයේ විවිධ ශාඛා ඔස්සේ ගලා යන ධාරාවලත් අදාළ ප්‍රතිරෝධවලත් ගුණිතවල වීජීය ඓක්‍යයට සමාන වේ.

උදාහරණයක් ලෙස, පතුල වසා ඇති බාල්දියක් නළයක් යට ඇත. පිරෙන තුරු වතුර ඇතුළට ගලයි. පිරුණු පසු තවත් වතුර නොගලයි, නළයෙන් කිසිවක් නොයයි.

ධාරිත්‍රකය ඒ බාල්දිය වැනි ය. අනවරත අවස්ථාවේ එය පිරී ඇත. එබැවින් එය හරහා ධාරාවක් නොගලයි. ධාරිත්‍රක මාර්ගය කැඩුණු කම්බියක් ලෙස සැලකිය හැක.

එවිට ඉහළ ඇති $4\ \Omega$ සහ $2\ \Omega$ හරහා එකම ධාරාව $I_1$ ගලයි. මැද ඇති $3\ \Omega$ සහ $4\ \Omega$ හරහා එකම ධාරාව $I_3$ ගලයි. පහළ සන්ධියේදී $I_3$ යනු $I_1$ සහ $I_2$ ලෙස බෙදේ.

$$I_3 = I_1 + I_2$$

වචනවලින්: සන්ධියකට ඇතුළු වන ධාරාව එයින් පිටවන ධාරාවල එකතුවට සමාන ය.

සංවෘත පරිපථයක් සඳහා, විද්‍යුත්ගාමක බලවල එකතුව ධාරා සහ ප්‍රතිරෝධවල ගුණිතවල එකතුවට සමාන ය.

$$\Sigma E = \Sigma I R$$

වචනවලින්: පරිපථයේ සම්ප්‍රයුක්ත විද්‍යුත්ගාමක බලය ප්‍රතිරෝධකවල වැය වේ.

අවශ්‍ය සමීකරණ

$I_3 = I_1 + I_2$

$0 = (4 + 2)\,I_1 - 6\,I_2$

$12 - 8 = (3 + 4)\,I_3 + 6\,I_2$

මෙම ප්‍රශ්නයට යෙදීම

වෝල්ට් යනු ඕම් × ඇම්පියර් ය. එබැවින් සංවෘත පරිපථ සමීකරණවල සෑම පදයක්ම $\text{V}$ වලින් ය.

$1$

$6\,I_1 = 6\,I_2 \Rightarrow I_1 = I_2$

$2$

$I_3 = I_1 + I_2 = 2\,I_2$

$4$

$12 - 8 = 7 \times 2\,I_2 + 6\,I_2 \Rightarrow 4 = 20\,I_2$

$0.2$

$I_2 = \dfrac{4}{20} = 0.2$

$0.4$

$I_3 = 2\,I_2 = 2 \times 0.2 = 0.4$

තර්කය / ගණනය

$3\ \Omega$ ප්‍රතිරෝධකයේ ධාරාව $6\ \Omega$ ප්‍රතිරෝධකයේ ධාරාව මෙන් දෙගුණයකි. එබැවින් $I_3 = 0.4\ \text{A}$.

එය විකල්පය (3) යි.

පරීක්ෂා කිරීම

$v / (a + b + c)$

මෙය තේරුමක් ඇත්තේ ද?

සම්ප්‍රයුක්ත විද්‍යුත්ගාමක බලය $12 - 8 = 4\ \text{V}$ ය. මුළු ප්‍රතිරෝධය $3 + 4 + 3 = 10\ \Omega$ ය. එබැවින් ධාරාව $\dfrac{4}{10} = 0.4\ \text{A}$ ය, සංවෘත පරිපථ සමීකරණ සමඟ ගැළපේ.

ධාරාව $\dfrac{12}{3} = 4\ \text{A}$ ට වඩා බෙහෙවින් අඩු ය, මොකද $8\ \text{V}$ බැටරිය $12\ \text{V}$ බැටරියට විරුද්ධව ක්‍රියා කරයි.

නිගමනය

$I_3 = 0.4\ \text{A}$

අනවරත අවස්ථාවේ ධාරිත්‍රකය හරහා ධාරාවක් නොගලයි. සංවෘත පරිපථ සමීකරණවලින් $I_2 = 0.2\ \text{A}$ සහ $I_3 = 2\,I_2 = 0.4\ \text{A}$ ලැබේ.

පිළිතුර (3) යි.

අනවරත අවස්ථාවේ ධාරිත්‍රකයක් හරහා ධාරාවක් නොගලයි. එහි මාර්ගය ඉවත් කර ඉතිරිය විසඳන්න.

ඉන්පසු සන්ධි නියමයත් සංවෘත පරිපථ නියමයත් එකින් එක යොදන්න.

විභාග ඉඟිය