2021 A/L Physics Past Paper · Question 23 (Tamil Medium)

Answer: (1) $+5\ \text{V}$

வினா என்ன கேட்கிறது

காண வேண்டியது: வோல்ற்றுமானி காட்டும் வாசிப்பு.

வோல்ற்றுமானி இலட்சியமானது. அதாவது அது ஓட்டத்தை எடுப்பதில்லை. எனவே சுற்றை மாற்றுவதில்லை. அதன் $+$ முனையிலும் $-$ முனையிலும் உள்ள வோல்ற்றளவின் வேறுபாட்டை மட்டுமே அது காட்டும்.

திட்டம்: கலம் இரண்டு தனித்தனிப் பாதைகளின் வழியே ஓட்டத்தைத் தள்ளுகிறது. வோல்ற்றுமானியின் இடது முனையிலும் வலது முனையிலும் உள்ள வோல்ற்றளவைக் காண்க. பின்னர் வித்தியாசத்தை எடுக்க.

தரப்பட்ட தகவல்கள்

எமக்குத் தெரிந்தவை:

கலம் $12\ \text{V}$ தருகிறது. அதன் அகத்தடையைப் புறக்கணிக்கலாம்.

இடது பாதை: $50\ \Omega$ உம் $70\ \Omega$ உம் ஒன்றன்பின் ஒன்றாக. வலது பாதை: $100\ \Omega$ உம் $20\ \Omega$ உம் ஒன்றன்பின் ஒன்றாக. மேல் கம்பி கலத்தின் $+$ பக்கத்துடன் இணைந்துள்ளது.

ஒவ்வோர் எழுத்தும் எதைக் குறிக்கிறது:

$V$ ($\text{V}$): அழுத்த வித்தியாசம்.

$I$ ($\text{A}$): ஓட்டம்.

$R$ ($\Omega$): தடை.

$V_L$ ($\text{V}$): வோல்ற்றுமானியின் இடது முனையின் வோல்ற்றளவு, கீழ்க் கம்பியிலிருந்து மேலே அளக்கப்படுவது.

$V_R$ ($\text{V}$): வோல்ற்றுமானியின் வலது முனையின் வோல்ற்றளவு, கீழ்க் கம்பியிலிருந்து மேலே அளக்கப்படுவது.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

வெப்பநிலையும் ஏனைய பௌதிகக் காரணிகளும் மாறாது இருக்குமாயின் கடத்தியொன்றில் பாயும் ஓட்டமானது அதன் இரு அந்தங்களுக்கும் இடையிலான அழுத்த வித்தியாசத்துக்கு நேர் விகிதசமமானது

இதற்காக, மேற்படி உருவில் காட்டியுள்ளவாறாக பெய்ப்பு வோல்ற்றளவுடன் $(V_1)$ தொடராக தடையிகளிரண்டு $(R_1, R_2)$ தொடுக்கப்பட்டுள்ளன. அதன் மூலம் $V_0$ வோல்ற்றளவானது $R_1 : R_2$ எனும் விகிதத்தில் பிரிக்கப்பட்டுள்ளது.

கலமொன்றின் மின்னியக்க விசையை வோல்ற்றுமானியினால் அளக்கும்போது, வோல்ற்றுமானியின் தடையினால் கலத்தின் முனைகளுக்கு இடையிலான அழுத்த வித்தியாசம் தாழ்த்தப்படுவதால், கிடைக்கும் பெறுமானமானது கலத்தின் உண்மையான மின்னியக்க விசையிலும் குறைவடையும்.

காரணம் / கணக்கீடு

எந்தப் புள்ளிகள் ஒரே வோல்ற்றளவில் உள்ளன?

சாதாரணக் கம்பிக்குத் தடை இல்லை. எனவே மேல் கம்பி முழுவதும் ஒரே வோல்ற்றளவில் இருக்கும். கீழ்க் கம்பியும் அவ்வாறே. கீழ்க் கம்பியை $0\ \text{V}$ என்போம். அப்போது மேல் கம்பி $12\ \text{V}$.

இரு பாதைகளும் மேல் கம்பியிலிருந்து கீழ்க் கம்பிக்குச் செல்கின்றன. எனவே ஒவ்வொரு பாதைக்குக் குறுக்கேயும் முழு $12\ \text{V}$ உள்ளது.

$12$ மீட்டர் உயரமான சறுக்கு மரத்தை நினைத்துப் பாருங்கள். கீழே வர இரண்டு படிகள் உள்ளன. $50\ \Omega$ உம் $70\ \Omega$ உம் அந்த இரண்டு படிகள். தடை பெரிதாக இருந்தால் படி நீளமாக இருக்கும்.

இலட்சிய வோல்ற்றுமானி ஓட்டத்தை எடுப்பதில்லை. எனவே ஒரு பாதையின் இரு தடையிகளின் வழியேயும் ஒரே ஓட்டம் செல்கிறது. இரண்டு வாயில்கள் வழியே ஒருவர் பின் ஒருவராகச் செல்லும் சிறுவர்களின் வரிசை போல.

முதலில் ஒவ்வொரு பாதையிலும் ஓட்டம். பின்னர் கீழ்த் தடையியின் மீதுள்ள வோல்ற்றளவு.

$120$

$R_1 = 50 + 70$

$0.1$

$I_1 = \dfrac{12}{120}$

$7$

$V_L = 0.1 \times 70$

$R_2 = 100 + 20$

$I_2 = \dfrac{12}{120}$

$2$

$V_R = 0.1 \times 20$

வோல்ற்றுமானியின் $+$ முனை இடது பக்கம் உள்ளது. எனவே அது இடது வோல்ற்றளவிலிருந்து வலது வோல்ற்றளவைக் கழித்ததைக் காட்டும்.

$5$

$V_L - V_R = 7 - 2$

தேவையான சமன்பாடுகள்

$V = IR$

$R = R_a + R_b$

$V_L = I_1 \times 70, \quad V_R = I_2 \times 20$

$V_L - V_R$

தெரிவுகளை ஆராய்தல்

வாசிப்பு $+5\ \text{V}$. இது விடை (1).

விடைகள் (2), (4) இரண்டும் இரு உயரங்களை வெவ்வேறு கம்பிகளிலிருந்து அளக்கின்றன. விடை (3) இரு பாதைகளும் வோல்ற்றளவை வெவ்வேறு விதமாகப் பிரிக்கின்றன என்பதை மறக்கிறது. விடை (5) இல் அளவு சரி, குறி தவறு.

சரிபார்ப்பு

பொருத்தமானதா?

இரு நடுப் புள்ளிகளும் $0\ \text{V}$ க்கும் $12\ \text{V}$ க்கும் இடையில் இருக்க வேண்டும். இடதில் $7\ \text{V}$, வலதில் $2\ \text{V}$. அவ்வாறே உள்ளன.

இடது புள்ளி உயரமானது. $+$ முனையும் இடதில் உள்ளது. எனவே வாசிப்பு நேர். வோல்ற்றுமானியின் முனைகளை மாற்றினால் அது $-5\ \text{V}$ ஐக் காட்டும்.

$v * a / (a + b) - v * c / (c + d)$

முடிவு

$V = V_L - V_R = 7 - 2 = +5\ \text{V}$

ஒவ்வொரு பாதைக்கும் $12\ \text{V}$ குறுக்கே $120\ \Omega$ உள்ளது. எனவே ஒவ்வொன்றிலும் $0.1\ \text{A}$ பாய்கிறது.

வோல்ற்றுமானியின் இடது முனை $7\ \text{V}$ இலும் வலது முனை $2\ \text{V}$ இலும் உள்ளது. வாசிப்பு $7 - 2 = +5\ \text{V}$. விடை (1).

இரு புள்ளிகளுக்கு இடையே தொடுத்த வோல்ற்றுமானிக்கு, ஒவ்வொரு புள்ளியின் வோல்ற்றளவையும் ஒரே கம்பியிலிருந்து காண்க. பின்னர் கழிக்க.

குறியை முடிவு செய்யும் முன் எந்த முனை $+$ என்று குறித்துக்கொள்க.

பரீட்சைக் குறிப்பு