🔌

ভূমিকা

তড়িৎ ক্ষেত্র ও তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্য হলো স্থির তড়িৎ বিজ্ঞানের (Electrostatics) সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ধারণাগুলির মধ্যে অন্যতম। WBCHSE Semester 3-এর পদার্থবিজ্ঞান পরীক্ষায় এই টপিক থেকে প্রতি বছর MCQ, SAQ ও বর্ণনামূলক প্রশ্ন আসে।

কোনো আহিত বস্তু তার চারপাশের স্থানকে প্রভাবিত করে — এই প্রভাবিত অঞ্চলকেই আমরা তড়িৎ ক্ষেত্র বলি। আর এই ক্ষেত্রের শক্তি বা তীব্রতাকে বলা হয় তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্য (Electric Field Intensity)।

এই আর্টিকেলে আমরা তড়িৎ ক্ষেত্র ও তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্যর সংজ্ঞা, সূত্র, একক, মাত্রা ও বলরেখার বৈশিষ্ট্য সহজ ভাষায় বুঝব এবং MCQ অনুশীলন করব।

💡

মূল ধারণা: তড়িৎ ক্ষেত্র কী?

তড়িৎ ক্ষেত্রের সংজ্ঞা: কোনো আহিত বস্তুর চারপাশের যে অঞ্চলে অন্য কোনো আহিত বস্তু তড়িৎ বলের প্রভাব অনুভব করে, সেই অঞ্চলকে ওই আহিত বস্তুর তড়িৎ ক্ষেত্র বলে।

অর্থাৎ, একটি বিন্দু আধান বা আহিত বস্তু তার চারপাশে একটি অদৃশ্য প্রভাব বলয় তৈরি করে — এটিই তড়িৎ ক্ষেত্র।

তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্যের সংজ্ঞা: তড়িৎ ক্ষেত্রের কোনো বিন্দুতে একটি ক্ষুদ্র ধনাত্মক পরীক্ষামূলক আধানের (test charge, q₀) উপর ক্রিয়াশীল বল এবং পরীক্ষামূলক আধানের অনুপাতকে ওই বিন্দুর তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্য (E) বলে।

তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্য একটি ভেক্টর রাশি। এর অভিমুখ ধনাত্মক পরীক্ষামূলক আধানের উপর ক্রিয়াশীল বলের অভিমুখে হয়।

রাশির প্রকৃতি
ভেক্টর রাশি
SI একক
N·C⁻¹ বা V·m⁻¹
মাত্রা
[MLT⁻³I⁻¹]
প্রতীক
\(\vec{E}\) (ভেক্টর)
📐

তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্যের সূত্রাবলী

মূল সংজ্ঞামূলক সূত্র
$$\vec{E} = \dfrac{\vec{F}}{q_0}$$
যেখানে \(\vec{F}\) = পরীক্ষামূলক আধানে বল (N), \(q_0\) = পরীক্ষামূলক আধান (C)
বিন্দু আধানের জন্য তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্য (শূন্যে)
$$E = \dfrac{1}{4\pi\varepsilon_0} \cdot \dfrac{q}{r^2}$$
যেখানে \(q\) = উৎস আধান (C), \(r\) = দূরত্ব (m), \(\varepsilon_0 = 8.85 \times 10^{-12}\) C²N⁻¹m⁻²
যেকোনো মাধ্যমে
$$E = \dfrac{1}{4\pi\varepsilon} \cdot \dfrac{q}{r^2} = \dfrac{1}{4\pi K\varepsilon_0} \cdot \dfrac{q}{r^2}$$
\(K\) = মাধ্যমের পরাবৈদ্যুতিক ধ্রুবক (dielectric constant), \(K \geq 1\)
  • তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্য (E) দূরত্বের বর্গের (r²) ব্যস্তানুপাতিক: \(E \propto \frac{1}{r^2}\)
  • পরিবাহীর ভেতরে তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্য সর্বদা শূন্য।
  • আহিত পরিবাহীর পৃষ্ঠের ঠিক বাইরে: \(E = \frac{\sigma}{\varepsilon_0}\) (σ = তলমাত্রিক আধান ঘনত্ব)
  • সুষম তড়িৎ ক্ষেত্রে দুটি সমান্তরাল প্লেটের মধ্যে: \(E = \frac{\sigma}{\varepsilon_0}\)
  • তড়িৎ ক্ষেত্রে একটি আধানে বল: \(F = qE\)
🧮

সমাধান সহ উদাহরণ

উদাহরণ 1

শূন্যে 5 × 10⁻⁶ C আধান থেকে 0.3 m দূরে তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্য নির্ণয় করো।

সমাধান:

\(E = \dfrac{1}{4\pi\varepsilon_0} \cdot \dfrac{q}{r^2}\)

\(E = 9 \times 10^9 \times \dfrac{5 \times 10^{-6}}{(0.3)^2}\)

\(E = \dfrac{9 \times 10^9 \times 5 \times 10^{-6}}{0.09}\)

\(\therefore\ E = 5 \times 10^5\) N·C⁻¹
উদাহরণ 2

m ভরের একটি তেলবিন্দু q আধান নিয়ে স্থির সাম্যাবস্থায় আছে। তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্য E কত?

সমাধান: সাম্যাবস্থায় তড়িৎ বল = ওজন

\(qE = mg\)

\(\therefore\ E = \dfrac{mg}{q}\)
উদাহরণ 3

একটি বর্গাকার চিত্রের চারটি কোণে সমান আধান q রাখা হলে কেন্দ্রে ক্ষেত্রপ্রাবল্য কত?

সমাধান: প্রতিটি বিপরীত আধান জোড়ার ক্ষেত্রপ্রাবল্য পরস্পর সম্পূর্ণ প্রশমিত করে।

∴ লব্ধি তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্য = 0
⚡

তড়িৎ বলরেখার বৈশিষ্ট্য

তড়িৎ বলরেখা (Electric Lines of Force) হলো কাল্পনিক রেখা যা তড়িৎ ক্ষেত্রের দিক ও শক্তি নির্দেশ করে।

  • তড়িৎ বলরেখা সর্বদা ধনাত্মক আধান থেকে নির্গত হয়ে ঋণাত্মক আধানে শেষ হয়।
  • বলরেখার কোনো বিন্দুতে অঙ্কিত স্পর্শক ওই বিন্দুতে তড়িৎ ক্ষেত্রের দিক নির্দেশ করে।
  • বলরেখার ঘনত্ব তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্যের মাপ — ঘনত্ব বেশি মানে প্রাবল্য বেশি।
  • দুটি তড়িৎ বলরেখা পরস্পর ছেদ করে না।
  • সুষম তড়িৎ ক্ষেত্রে বলরেখাগুলি পরস্পর সমান্তরাল ও সমদূরত্বে অবস্থান করে।
  • পরিবাহীর পৃষ্ঠে বলরেখা সর্বদা লম্বভাবে আপতিত বা নির্গত হয়।
  • পরিবাহীর ভেতরে কোনো বলরেখা থাকে না (ভেতরে তড়িৎ ক্ষেত্র শূন্য)।
  • বিচ্ছিন্ন ধনাত্মক আধানে বলরেখা লম্বভাবে বহির্মুখী এবং ঋণাত্মক আধানে লম্বভাবে অন্তর্মুখী।

📌 তড়িৎ বলরেখার বিস্তারিত ব্যাখ্যার জন্য দেখুন: Wikipedia: Electric Field Lines

🎯

পরীক্ষার গুরুত্বপূর্ণ টিপস

💡 টিপ 1

তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্যের SI একক N·C⁻¹ এবং এর সমতুল্য V·m⁻¹ — দুটোই মনে রাখো।

💡 টিপ 2

মাত্রা বিশ্লেষণ: \(E = \frac{F}{q} \Rightarrow \frac{[MLT^{-2}]}{[IT]} =\) [MLT⁻³I⁻¹]। এটি পরীক্ষায় প্রায়ই আসে।

💡 টিপ 3

\(E \propto \frac{1}{r^2}\) — দূরত্ব দ্বিগুণ হলে তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্য 1/4 ভাগ হয়ে যায়।

💡 টিপ 4

তড়িৎ দ্বিমেরুর লম্বসমদ্বিখণ্ডকে তড়িৎক্ষেত্র দ্বিমেরু ভ্রামকের বিপরীতমুখী হয়।

💡 টিপ 5

গাউসের উপপাদ্য মনে রাখো: \(\oint \vec{E} \cdot d\vec{S} = \frac{q}{\varepsilon_0}\)। বদ্ধ তলের ফ্লাক্স ভেতরের আধানের উপর নির্ভর করে।

💡 টিপ 6

বলরেখা কখনো ছেদ করে না — এই বৈশিষ্ট্যটি MCQ-তে প্রায়ই জিজ্ঞেস করা হয়।

📝

Interactive MCQ অনুশীলন

তড়িৎ ক্ষেত্র ও তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্য MCQ
প্রশ্ন 1 / 5

আরও MCQ অনুশীলন করতে চাও?

WBCHSE Science বিভাগের ছাত্রছাত্রীদের পরীক্ষার প্রস্তুতি আরও শক্তিশালী করতে আমাদের Smart MCQ Tool ও Smart Mock Test Tool নিয়মিত অনুশীলনে সহায়তা করবে।

📝 More MCQ Practice 🚀 Start Mock Test
📥

PDF নোটস ডাউনলোড

📄

তড়িৎ ক্ষেত্র ও তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্য — সম্পূর্ণ নোটস

সূত্র, সংজ্ঞা, উদাহরণ ও গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন সহ সম্পূর্ণ PDF নোটস। Semester 3 পরীক্ষার আগে রিভিশনের জন্য আদর্শ।

⬇️ PDF ডাউনলোড করো
▶️

ভিডিও লেকচার

📹 তড়িৎ ক্ষেত্র ও তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্য — সম্পূর্ণ বাংলা ভিডিও লেকচার | janasir.in

❓

সচরাচর জিজ্ঞাসা (FAQ)

তড়িৎ ক্ষেত্র ও তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্যের মধ্যে পার্থক্য কী? ▼
তড়িৎ ক্ষেত্র হলো আহিত বস্তুর চারপাশের প্রভাব অঞ্চল। আর তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্য হলো ওই ক্ষেত্রের কোনো নির্দিষ্ট বিন্দুতে প্রতি একক ধনাত্মক আধানে ক্রিয়াশীল বল \(\left(E = \dfrac{F}{q_0}\right)\)। প্রাবল্য একটি ভেক্টর রাশি যা ক্ষেত্রের তীব্রতা পরিমাপ করে।
তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্যের SI একক ও মাত্রা কী? ▼
SI একক: N·C⁻¹ (নিউটন প্রতি কুলম্ব) বা V·m⁻¹ (ভোল্ট প্রতি মিটার)। মাত্রা: [MLT⁻³I⁻¹]। মাত্রা বিশ্লেষণ — \(E = \dfrac{F}{q}\), বলের মাত্রা [MLT⁻²], আধানের মাত্রা [IT], সুতরাং E-এর মাত্রা \(= \dfrac{[MLT^{-2}]}{[IT]} = [MLT^{-3}I^{-1}]\)।
পরিবাহীর ভেতরে তড়িৎ ক্ষেত্র শূন্য কেন? ▼
স্থির তড়িতাবস্থায় (electrostatic equilibrium-এ) পরিবাহীর মুক্ত ইলেকট্রনগুলি এমনভাবে বিন্যস্ত হয় যে পরিবাহীর অভ্যন্তরীণ তড়িৎ ক্ষেত্র বাহ্যিক তড়িৎক্ষেত্রকে সম্পূর্ণ প্রশমিত করে। ফলে পরিবাহীর ভেতরে লব্ধি তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্য শূন্য হয়।
তড়িৎ বলরেখা পরস্পর ছেদ করে না কেন? ▼
তড়িৎ বলরেখার যেকোনো বিন্দুতে একটিমাত্র স্পর্শক আঁকা যায় যা ওই বিন্দুতে তড়িৎ ক্ষেত্রের দিক নির্দেশ করে। যদি দুটি বলরেখা ছেদ করত, তাহলে ছেদবিন্দুতে দুটি দিক পাওয়া যেত — যা অসম্ভব। তাই তড়িৎ বলরেখা কখনো পরস্পর ছেদ করে না।
মাধ্যম পরিবর্তন হলে তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্যে কী পরিবর্তন হয়? ▼
\(E = \dfrac{q}{4\pi K\varepsilon_0 r^2}\) সূত্র থেকে দেখা যাচ্ছে, মাধ্যমের পরাবৈদ্যুতিক ধ্রুবক K বৃদ্ধি পেলে তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্য হ্রাস পায়। শূন্য মাধ্যমে K = 1, জলে K ≈ 80। তাই একই আধান ও দূরত্বের জন্য জলে তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্য শূন্যের তুলনায় 80 গুণ কম হয়।

📋 সংক্ষিপ্ত নোটস — তড়িৎ ক্ষেত্র ও তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্য

  • তড়িৎ ক্ষেত্র হলো আহিত বস্তুর চারপাশে তার প্রভাব বলয়।
  • তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্য \(\vec{E} = \frac{\vec{F}}{q_0}\) — এটি একটি ভেক্টর রাশি।
  • বিন্দু আধানের জন্য: \(E = \frac{q}{4\pi\varepsilon_0 r^2}\) এবং \(E \propto \frac{1}{r^2}\)।
  • SI একক: N·C⁻¹ বা V·m⁻¹; মাত্রা: [MLT⁻³I⁻¹]।
  • তড়িৎ বলরেখা: ধনাত্মক থেকে ঋণাত্মকে যায়; কখনো ছেদ করে না।
  • পরিবাহীর ভেতরে তড়িৎ ক্ষেত্র শূন্য; বাইরে লম্বভাবে \(E = \frac{\sigma}{\varepsilon_0}\)।
  • সুষম ক্ষেত্রে বলরেখা সমান্তরাল; বিন্দু আধানে অরীয়।
  • গাউসের উপপাদ্য: \(\oint \vec{E} \cdot d\vec{S} = \frac{q}{\varepsilon_0}\) (বদ্ধ তলের ফ্লাক্স)।
  • তড়িৎ দ্বিমেরুর লম্বসমদ্বিখণ্ডকে E দ্বিমেরু ভ্রামকের বিপরীতমুখী।

উপসংহার

তড়িৎ ক্ষেত্র ও তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্য হলো স্থির তড়িৎ বিজ্ঞানের মূল ভিত্তি। এই ধারণাটি না বুঝলে তড়িৎ বিভব, ধারকত্ব এবং গাউসের উপপাদ্য বোঝা কঠিন হয়ে পড়বে।

মূল বিষয়গুলি আর একবার মনে রাখো: তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্য \(E = \frac{F}{q_0}\), বিন্দু আধানের জন্য \(E \propto \frac{1}{r^2}\), একক N·C⁻¹, মাত্রা [MLT⁻³I⁻¹] এবং তড়িৎ বলরেখার বৈশিষ্ট্যগুলি।

WBCHSE Semester 3 পরীক্ষায় ভালো করতে হলে এই টপিকের MCQ ও সংখ্যাগত সমস্যাগুলি ভালোভাবে অনুশীলন করো। সাফল্য কামনা রইল! 🎯