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

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

தரப்பட்ட தகவல்கள்

எமக்குத் தெரிந்தவை:

பற்றரிகள் $12\ \text{V}$, $8\ \text{V}$, இவற்றுக்கு அகத் தடை இல்லை. உருவில் இரண்டினதும் நேர்த் தகடுகள் கீழ் இரு சந்திகளை நோக்கி உள்ளன. எனவே அவை ஒன்றுக்கொன்று எதிராகத் தள்ளுகின்றன, $12\ \text{V}$ பற்றரி வெல்கிறது.

தடையிகள் இவை: நடுவில் $3\ \Omega$, $4\ \Omega$. அடியில் $6\ \Omega$. மேலே $4\ \Omega$, $2\ \Omega$. கொள்ளளவி $10\ \mu\text{F}$.

சுற்று உறுதி நிலையை அடைந்துள்ளது. கொள்ளளவி முழுமையாக ஏற்றம் பெற்றுள்ளது.

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது: $3\ \Omega$ தடையியிலுள்ள ஓட்டம் $I_3$.

ஒவ்வோர் எழுத்தும் எதைக் குறிக்கிறது:

$I_1$ ($\text{A}$): $4\ \Omega$, $2\ \Omega$ தடையிகளினூடான மேல் பாதையின் ஓட்டம்.

$I_2$ ($\text{A}$): $6\ \Omega$ தடையியிலுள்ள ஓட்டம்.

$I_3$ ($\text{A}$): நடுவிலுள்ள $3\ \Omega$, $4\ \Omega$ தடையிகளிலுள்ள ஓட்டம்.

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

$R$ ($\Omega$): தடை.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

கொள்ளளவி ஏற்றம்பெற்ற பின்னர் அதற்குக் குறுக்காக ஓட்டம் பாயாமையினாலேயே அம்பியர்மானி வாசிப்பு பூச்சியமாகின்றது.

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

யாதேனும் மூடிய மின்சுற்றின் மின்னியக்க விசைகளின் அட்சர கணிதக் கூட்டுத்தொகையானது, அச்சுற்றின் வெவ்வேறு கிளைகளின் வழியே பாயும் ஓட்டங்களதும் உரிய தடையிகளதும் பெருக்கங்களின் அட்சர கணிதக் கூட்டுத்தொகைக்குச் சமமானது.

உதாரணமாக, அடி மூடிய ஒரு வாளி குழாயின் கீழ் உள்ளது. நிரம்பும் வரை நீர் உள்ளே ஓடும். நிரம்பிய பின் மேலும் நீர் ஓடாது, குழாய் எதையும் கடத்தாது.

கொள்ளளவி அந்த வாளி போன்றது. உறுதி நிலையில் அது நிரம்பியுள்ளது, எனவே அதனூடாக ஓட்டம் பாயாது. கொள்ளளவிக் கிளையை அறுந்த கம்பி எனக் கருதலாம்.

அப்போது மேலேயுள்ள $4\ \Omega$, $2\ \Omega$ ஆகியவற்றினூடாக ஒரே ஓட்டம் $I_1$ பாயும். நடுவிலுள்ள $3\ \Omega$, $4\ \Omega$ ஆகியவற்றினூடாக ஒரே ஓட்டம் $I_3$ பாயும். கீழ்ச் சந்தியில் $I_3$ ஆனது $I_1$, $I_2$ ஆகப் பிரிகிறது.

$$I_3 = I_1 + I_2$$

சொற்களில்: சந்தியினுள் செல்லும் ஓட்டம் வெளியே செல்லும் ஓட்டங்களின் கூட்டுத்தொகைக்குச் சமம்.

ஒரு மூடிய சுற்றுக்கு, மின்னியக்க விசைகளின் கூட்டுத்தொகை ஓட்டங்களினதும் தடைகளினதும் பெருக்கங்களின் கூட்டுத்தொகைக்குச் சமம்.

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

சொற்களில்: சுற்றிலுள்ள தேறிய மின்னியக்க விசை தடையிகளில் செலவாகிறது.

தேவையான சமன்பாடுகள்

$I_3 = I_1 + I_2$

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

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

வினாவுடன் தொடர்புபடுத்தல்

வோல்ற் என்பது ஓம் × அம்பியர். எனவே மூடிய சுற்றுச் சமன்பாடுகளின் ஒவ்வொரு உறுப்பும் $\text{V}$ இல் உள்ளது.

$1$

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

$2$

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

$4$

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

$0.2$

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

$0.4$

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

காரணம் / கணக்கீடு

$3\ \Omega$ தடையியின் ஓட்டம் $6\ \Omega$ தடையியின் ஓட்டத்தின் இரு மடங்கு, எனவே $I_3 = 0.4\ \text{A}$.

இது தெரிவு (3).

சரிபார்ப்பு

$v / (a + b + c)$

இது பொருத்தமானதா?

தேறிய மின்னியக்க விசை $12 - 8 = 4\ \text{V}$. மொத்தத் தடை $3 + 4 + 3 = 10\ \Omega$. எனவே ஓட்டம் $\dfrac{4}{10} = 0.4\ \text{A}$, மூடிய சுற்றுச் சமன்பாடுகளுடன் பொருந்துகிறது.

ஓட்டம் $\dfrac{12}{3} = 4\ \text{A}$ ஐ விட மிகக் குறைவு, ஏனெனில் $8\ \text{V}$ பற்றரி $12\ \text{V}$ பற்றரிக்கு எதிராக வேலை செய்கிறது.

முடிவு

$I_3 = 0.4\ \text{A}$

உறுதி நிலையில் கொள்ளளவியூடாக ஓட்டம் பாயாது. மூடிய சுற்றுச் சமன்பாடுகள் $I_2 = 0.2\ \text{A}$, $I_3 = 2\,I_2 = 0.4\ \text{A}$ தருகின்றன.

விடை (3).

உறுதி நிலையில் கொள்ளளவியூடாக ஓட்டம் பாயாது. அதன் கிளையை நீக்கி எஞ்சியதைத் தீர்க்கவும்.

பின்னர் சந்தி விதியையும் மூடிய சுற்று விதியையும் ஒன்றன்பின் ஒன்றாகப் பயன்படுத்துங்கள்.

பரீட்சைக் குறிப்பு