2022 A/L Physics Past Paper · Question 23 (Tamil Medium)

Answer: (4) $2.0\ \text{A}$

தரப்பட்ட தகவல்கள்

எமக்குத் தெரிந்தவை:

பற்றரியின் மின்னியக்க விசை $E = 6.0\ \text{V}$.

தடையிகள் $R_1 = 3.0\ \Omega$, $R_2 = 6.0\ \Omega$, சமாந்தரமாக உள்ளன. ஆளி $K$ ஆனது $R_2$ இன் கிளையில் உள்ளது.

$K$ திறந்திருக்கும்போது இலட்சிய அம்பியர்மானி $I = 1.5\ \text{A}$ காட்டுகிறது.

முழுமையான பற்றரி $3.0\ \Omega$ தடையிக்கு மட்டும் $\dfrac{6.0}{3.0} = 2.0\ \text{A}$ தரும். வாசிப்பு அதை விடக் குறைவு, எனவே பற்றரிக்கு அகத்தடை உண்டு.

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது: $K$ மூடப்பட்டிருக்கும்போது அம்பியர்மானி வாசிப்பு $I^{\prime}$.

ஒவ்வோர் எழுத்தும் எதைக் குறிக்கிறது:

$E$ ($\text{V}$): பற்றரியின் மின்னியக்க விசை.

$r$ ($\Omega$): பற்றரியின் அகத்தடை.

$V$ ($\text{V}$): பற்றரியின் முடிவிடங்களுக்கு இடையிலான அழுத்த வித்தியாசம்.

$R_1$, $R_2$ ($\Omega$): இரு தடையிகள்.

$I$, $I^{\prime}$ ($\text{A}$): $K$ திறந்திருக்கும்போதும் மூடியிருக்கும்போதும் அம்பியர்மானி வாசிப்பு.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

முதலினுள் மின்னோட்டத்தின் பாய்ச்சலுக்கு எதிராக தடையொன்று உருவாவதோடு அது அம்முதலின் அகத்தடை எனப்படும்.

$$V = E - Ir$$

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

சுற்றொன்றின் யாதேனும் சந்திக்குக் குறுக்காகப் பாயும் ஓட்டங்களின் அட்சர கணிதக் கூட்டுத்தொகை பூச்சியம் ஆகும்.

உதாரணமாக, ஒரு குழாய் வழியே நீரைத் தள்ளும் பம்பியைப் பாருங்கள். பம்பிக்குள் சிறிது உராய்வு இருந்தால் அதன் வெளியீட்டில் அமுக்கம் பம்பி உருவாக்குவதை விடச் சற்றுக் குறைவு. இரண்டாவது குழாயைத் திறந்தால் அதிக நீர் பாயும், எனவே பம்பிக்குள் அதிகம் இழக்கப்பட்டு வெளியீட்டு அமுக்கம் இன்னும் சற்றுக் குறையும்.

பற்றரியும் அவ்வாறே நடந்துகொள்ளும். அதன் உள்ளே அகத்தடை $r$ உண்டு.

சொற்களில்: முடிவிடங்கள் சார்ந்த அழுத்த வித்தியாசம் என்பது மின்னியக்க விசையிலிருந்து பற்றரிக்குள் ஏற்படும் அழுத்த வீழ்ச்சியைக் கழித்தது.

இரு தடையிகளும் ஒரே இரு முடிவிடங்களுக்குக் குறுக்கே தொடுக்கப்பட்டுள்ளன, எனவே ஒவ்வொன்றுக்கும் அதே அழுத்த வித்தியாசம் $V$. ஒவ்வொன்றும் $\dfrac{V}{R}$ ஐக் கொண்டு செல்லும், அம்பியர்மானி அவற்றின் கூட்டுத்தொகையைக் கொண்டு செல்லும்.

$$I = \dfrac{V}{R_1} + \dfrac{V}{R_2}$$

சொற்களில்: பற்றரியிலிருந்து வரும் ஓட்டம் இரு கிளைகளின் ஓட்டங்களின் கூட்டுத்தொகை.

தேவையான சமன்பாடுகள்

$V = E - Ir$

$V = I R_1$

$I^{\prime} = V^{\prime}\left(\dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2}\right)$

$I^{\prime} = \dfrac{E\,g}{1 + r\,g} \quad \text{இங்கு } g = \dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2}$

வினாவுடன் தொடர்புபடுத்தல்

வோல்ற்றை ஓமால் வகுத்தால் அம்பியர் கிடைக்கும், எனவே $\text{V}\ \Omega^{-1} = \text{A}$.

$4.5$

$V = I R_1 = 1.5 \times 3.0$

$1$

$r = \dfrac{E - V}{I} = \dfrac{6.0 - 4.5}{1.5}$

$0.5$

$g = \dfrac{1}{3.0} + \dfrac{1}{6.0} = 0.5$

$2$

$I^{\prime} = \dfrac{E\,g}{1 + r\,g} = \dfrac{6.0 \times 0.5}{1 + 1 \times 0.5} = \dfrac{3.0}{1.5}$

$4$

$V^{\prime} = E - I^{\prime} r = 6.0 - 2.0 \times 1.0$

காரணம் / கணக்கீடு

$K$ மூடியிருக்கும்போது தடையிகளுக்குக் குறுக்கே அழுத்த வித்தியாசம் $4.0\ \text{V}$. $3.0\ \Omega$ தடையி $\dfrac{4.0}{3.0} = 1.33\ \text{A}$ ஐயும் $6.0\ \Omega$ தடையி $\dfrac{4.0}{6.0} = 0.67\ \text{A}$ ஐயும் கொண்டு செல்கின்றன.

இரண்டும் சேர்ந்து $2.0\ \text{A}$, அதுவே அம்பியர்மானி வாசிப்பு. இது தெரிவு (4).

சரிபார்ப்பு

$e * g / (1 + r * g)$

இது பொருத்தமானதா?

$K$ ஐ மூடுவது ஓட்டத்துக்கு இரண்டாவது பாதையைத் தருகிறது, எனவே வாசிப்பு $1.5\ \text{A}$ ஐ விட அதிகரிக்க வேண்டும்.

அகத்தடை இல்லாத பற்றரி $\dfrac{6.0}{2.0} = 3.0\ \text{A}$ தரும். எமது $2.0\ \text{A}$ அதை விடக் குறைவு, ஏனெனில் மின்னியக்க விசையின் ஒரு பகுதி பற்றரிக்குள் இழக்கப்படுகிறது.

முடிவு

$I^{\prime} = 2.0\ \text{A}$

அகத்தடை $r = 1\ \Omega$. $K$ மூடியிருக்கும்போது அம்பியர்மானி $I^{\prime} = 2.0\ \text{A}$ காட்டும்.

விடை (4).

பற்றரியின் வாசிப்பு $\dfrac{E}{R}$ ஐ விடக் குறைவாக இருந்தால் அதற்கு அகத்தடை உண்டு. முதலில் திறந்த ஆளியின் வாசிப்பிலிருந்து $r$ ஐக் காணுங்கள்.

பின் புதிய மொத்த ஓட்டத்துடன் $V = E - Ir$ ஐப் பயன்படுத்துங்கள்.

பரீட்சைக் குறிப்பு