কার্শফের কারেন্ট সূত্রের সংজ্ঞা, সূত্র এবং এর ব্যবহার সম্পর্কে এই আর্টিকেলটিতে বিস্তারিত তথ্য তুলে ধরা হয়েছে। আশা করি সম্পূর্ণ আর্টিকেলটি মনোযোগ সহকারে পড়লে কার্শফের কারেন্ট সূত্র সম্পর্কে বিস্তারিত তথ্য জানতে পারবেন।

কার্শফের কারেন্ট সূত্র

কার্শফের সূত্র হল তড়িৎচালিত বর্তনী বিশ্লেষণের একটি গুরুত্বপূর্ণ নিয়ম। এই সূত্র দুটি ভাগে বিভক্ত – কার্শফের ভোল্টেজ সূত্র এবং কার্শফের কারেন্ট সূত্র। এই আর্টিকেলে আমরা বিস্তারিতভাবে আলোচনা করবো কার্শফের কারেন্ট সূত্র সম্পর্কে, যার মাধ্যমে বিভিন্ন জাংশনে কারেন্ট প্রবাহের হিসাব নির্ণয় করা যায়।

কার্শফের কারেন্ট সূত্র কি?

কার্শফের কারেন্ট সূত্র (Kirchhoff’s Current Law বা KCL) একটি মৌলিক বৈদ্যুতিক সূত্র যা বলে, একটি ইলেকট্রিক সার্কিটের যেকোনো জংশনে যত কারেন্ট প্রবেশ করে, ঠিক ততটাই কারেন্ট বেরিয়ে যায়। অর্থাৎ, জাংশনের মোট ইনকামিং কারেন্ট = জাংশনের মোট আউটগোয়িং কারেন্ট।

এই সূত্রটি ধারনা করে যে চার্জ হারিয়ে যায় না বা জমে থাকে না। এটি বৈদ্যুতিক সার্কিট বিশ্লেষণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখে।

উদাহরণ:

ধরা যাক, একটি জংশনে তিনটি তার প্রবেশ করছে যার কারেন্ট যথাক্রমে 3A, 2A এবং একটি অজানা X A। যদি 3A এবং 2A ইনকামিং কারেন্ট হয় এবং X A আউটগোয়িং হয়, তবে সূত্র অনুযায়ী:
3A + 2A = X A
অর্থাৎ X = 5A

কার্শফের কারেন্ট সূত্রের ব্যবহার

এই সূত্রটি বিভিন্ন জংশন বিশ্লেষণ, শাখার কারেন্ট নির্ণয় এবং বড় সার্কিট ডিজাইনে ব্যবহার করা হয়। বিশেষ করে, একাধিক রোধ, ব্যাটারি ও উপাদানযুক্ত কমপ্লেক্স সার্কিটে এই সূত্রের ব্যবহার গুরুত্বপূর্ণ।

উদাহরণ:

ধরি একটি সার্কিটে একটি জংশন থেকে চারটি শাখা গিয়েছে। ইনপুট কারেন্ট 10A। আউটগোয়িং কারেন্ট তিনটি শাখায় 3A, 2A এবং 1A। তাহলে চতুর্থ শাখায় কারেন্ট হবে:
10A = 3A + 2A + 1A + X
X = 10A – (3+2+1) = 4A

কার্শফের কারেন্ট সূত্রের গাণিতিক প্রকাশ

কার্শফের কারেন্ট সূত্রকে গাণিতিকভাবে প্রকাশ করা যায় নিচেরভাবে:
∑I_in = ∑I_out

অথবা, সব কারেন্টকে একটি সাইন চিহ্ন দিয়ে প্রকাশ করলে:
∑I = 0
যেখানে ইনকামিং কারেন্ট ধনাত্মক, আউটগোয়িং কারেন্ট ঋণাত্মক হিসেবে ধরা হয়।

উদাহরণ:

ধরা যাক, তিনটি শাখায় কারেন্ট হচ্ছে: I₁ = 4A (ইন), I₂ = -2A (আউট), I₃ = -2A (আউট)। তাহলে:
I₁ + I₂ + I₃ = 0
4 – 2 – 2 = 0 (সঠিক)

কার্শফের সূত্র বনাম ওহমের সূত্র

কার্শফের সূত্র সার্কিটের জাংশন ও লুপে কারেন্ট এবং ভোল্টেজ বিশ্লেষণ করতে ব্যবহৃত হয়, যেখানে ওহমের সূত্র ব্যবহার হয় একটি নির্দিষ্ট রোধ, ভোল্টেজ এবং কারেন্টের সম্পর্ক নির্ধারণে।

দুটো সূত্র একসাথে ব্যবহার করে একটি পূর্ণ সার্কিট বিশ্লেষণ করা যায়।

উদাহরণ:

ধরি, একটি সার্কিটে একটি ব্যাটারি, একটি রোধ এবং একটি জংশন রয়েছে। কার্শফের সূত্র ব্যবহার করে জংশনের কারেন্ট বের করি, এবং ওহমের সূত্র দিয়ে রোধে ভোল্টেজ ড্রপ নির্ণয় করি।

কার্শফের সূত্র ব্যবহার করে সমস্যা সমাধান

প্র্যাকটিক্যাল সার্কিটে যেমন আরসির্কিট, রেজিস্টর নেটওয়ার্ক, বা মিক্সড সার্কিটে, কার্শফের সূত্র ব্যবহার করে নির্ভুলভাবে ইনকামিং এবং আউটগোয়িং কারেন্ট বের করা যায়। এটি প্রকৌশল ও বৈদ্যুতিক ডিজাইনিংয়ে অত্যন্ত সহায়ক।

উদাহরণ:

একটি নেটওয়ার্কে তিনটি রেজিস্টর সমান্তরাল যুক্ত। মোট ইনপুট কারেন্ট 12A। দুইটি শাখায় 5A এবং 4A গেছে। তাহলে তৃতীয় শাখায় কারেন্ট হবে:
12 – (5+4) = 3A

FAQ – প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্ন

Q1: কার্শফের কারেন্ট সূত্র কবে আবিষ্কৃত হয়?
A1: এই সূত্র জার্মান পদার্থবিদ Gustav Kirchhoff 1845 সালে আবিষ্কার করেন।

Q2: কার্শফের কারেন্ট সূত্র কেন গুরুত্বপূর্ণ?
A2: এটি বৈদ্যুতিক সার্কিটে কারেন্টের সঠিক ব্যালান্স নির্ধারণ করতে সাহায্য করে, যা সার্কিট ডিজাইন ও বিশ্লেষণের জন্য অপরিহার্য।

Q3: কার্শফের সূত্রে ইনকামিং ও আউটগোয়িং কারেন্ট আলাদা কীভাবে চিহ্নিত হয়?
A3: ইনকামিং কারেন্ট ধনাত্মক ও আউটগোয়িং কারেন্ট ঋণাত্মক হিসেবে ধরা হয় যখন সমীকরণ তৈরি করা হয়।

Q4: কার্শফের কারেন্ট সূত্র ও ভোল্টেজ সূত্র কি একই?
A4: না, দুটি ভিন্ন সূত্র। কারেন্ট সূত্র জাংশনে কারেন্ট বিশ্লেষণে ব্যবহৃত হয়, আর ভোল্টেজ সূত্র সার্কিট লুপে ভোল্টেজ ড্রপ বিশ্লেষণে ব্যবহৃত হয়।

Q5: কার্শফের সূত্র কি কেবল ডিসি সার্কিটে ব্যবহৃত হয়?
A5: মূলত ডিসি সার্কিটে ব্যবহৃত হলেও, এটিকে এসি সার্কিটেও প্রয়োগ করা যায় যদি ফেজ এবং রিয়াকট্যান্স বিবেচনা করা হয়।