বিদ্যুৎ আমাদের আধুনিক বিশ্বের একটি অবিচ্ছেদ্য অংশ, যা আমাদের বাড়ি এবং শিল্প থেকে শুরু করে আমাদের গ্যাজেট এবং যানবাহন পর্যন্ত সবকিছুকে শক্তি দেয়। এটি প্রকৃতির একটি মৌলিক শক্তি, এবং এর শক্তিকে কার্যকরভাবে ব্যবহার করার জন্য এটি বোঝা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই প্রবন্ধে, আমরা বিদ্যুতের সংজ্ঞা, বিজ্ঞান, ব্যাখ্যা এবং পদার্থবিদ্যা নিয়ে আলোচনা করব।

বিদ্যুতের সংজ্ঞা:

এর মূলে, বিদ্যুৎ হল বৈদ্যুতিক চার্জের প্রবাহ। বৈদ্যুতিক চার্জ পদার্থের একটি মৌলিক সম্পত্তি, এবং এটি দুটি আকারে আসে: ধনাত্মক এবং নেতিবাচক। যেমন চার্জ একে অপরকে বিকর্ষণ করে, অন্যদিকে বিপরীত চার্জ আকর্ষণ করে। চার্জের সবচেয়ে মৌলিক একক হল ইলেকট্রন, যা নেতিবাচক চার্জ বহন করে। যখন চার্জগুলি সরে যায়, তখন আমাদের কাছে এমন ঘটনা ঘটে যাকে আমরা বিদ্যুৎ বলি।

বিদ্যুৎ বিজ্ঞান:

ইলেক্ট্রিসিটি হল ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শক্তির একটি পণ্য, প্রকৃতির চারটি মৌলিক শক্তির মধ্যে একটি, মাধ্যাকর্ষণ, শক্তিশালী পারমাণবিক বল এবং দুর্বল পারমাণবিক শক্তি। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বল সমস্ত বৈদ্যুতিক এবং চৌম্বকীয় মিথস্ক্রিয়াগুলির জন্য দায়ী এবং ম্যাক্সওয়েলের সমীকরণ দ্বারা বর্ণনা করা হয়।

বিদ্যুৎ বিভিন্ন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে উৎপন্ন হয়, যার মধ্যে কিছু সাধারণ পদ্ধতি হল:

1. ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক জেনারেশন: ঘর্ষণের মাধ্যমে চার্জ তৈরি হলে এটি ঘটে, যেমন আপনি যখন আপনার চুলে একটি বেলুন ঘষেন, ​​স্ট্যাটিক বিদ্যুৎ তৈরি করে।
2. রাসায়নিক প্রতিক্রিয়া: ব্যাটারি এবং জ্বালানী কোষ রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে যা ইলেকট্রন স্থানান্তরকে জড়িত করে।
3. ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশন: যখন একটি পরিবাহী (তারের মতো) একটি চৌম্বক ক্ষেত্রের মধ্য দিয়ে যায় বা একটি কন্ডাক্টরের চারপাশে একটি চৌম্বক ক্ষেত্র পরিবর্তিত হয়, তখন এটি একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহকে প্ররোচিত করে। এটি জেনারেটর এবং ট্রান্সফরমারের পিছনে নীতি।
4. ফোটোভোলটাইক কোষ: সৌর প্যানেলগুলি বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে যখন আলোর ফোটন সেমিকন্ডাক্টর পদার্থগুলিকে আঘাত করে, ইলেকট্রনগুলি ছেড়ে দেয়।
5. থার্মোইলেকট্রিক জেনারেশন: দুটি উপাদানের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য একটি প্রক্রিয়ায় বিদ্যুৎ উৎপন্ন করতে পারে যা সিবেক প্রভাব নামে পরিচিত।

বিদ্যুৎ ব্যাখ্যা:

বিদ্যুত প্রায়শই বিভিন্ন মূল শর্তাবলী এবং ধারণা ব্যবহার করে বর্ণনা করা হয়:

1. ভোল্টেজ (V): ভোল্টেজ হল দুটি বিন্দুর মধ্যে বৈদ্যুতিক সম্ভাব্য পার্থক্য এবং ভোল্টে পরিমাপ করা হয়। এটি একটি সার্কিটের মাধ্যমে বৈদ্যুতিক চার্জ পুশ করার জন্য দায়ী।
2. কারেন্ট (I): কারেন্ট হল বৈদ্যুতিক চার্জের প্রবাহ এবং অ্যাম্পিয়ার (amps) এ পরিমাপ করা হয়। এটি একটি পরিবাহীর মধ্য দিয়ে বৈদ্যুতিক চার্জ প্রবাহিত হওয়ার হারকে প্রতিনিধিত্ব করে।
3. রেজিস্ট্যান্স (R): রেজিস্ট্যান্স হল একটি সার্কিটে কারেন্ট প্রবাহের বিরোধিতা এবং ওহমে পরিমাপ করা হয়। এটি কন্ডাকটরের উপাদান এবং মাত্রার উপর নির্ভর করে।
4. ওহমের সূত্র: ওহমের আইন বলে যে একটি সার্কিটে বর্তমান (I) ভোল্টেজ (V) এর সাথে সরাসরি সমানুপাতিক এবং প্রতিরোধের (R) বিপরীত সমানুপাতিক। এটিকে I = V/R হিসাবে প্রকাশ করা যেতে পারে।
5. সার্কিট: সার্কিট হল সেই পথ যা দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয়। দুটি প্রধান প্রকার রয়েছে: সিরিজ সার্কিট (যেখানে বর্তমান একটি একক পথ অনুসরণ করে) এবং সমান্তরাল সার্কিট (যেখানে বর্তমান একাধিক পথ অনুসরণ করতে পারে)।
6. পাওয়ার (P): একটি বৈদ্যুতিক সার্কিটে শক্তি হল যে হারে শক্তি ব্যবহার বা উত্পাদিত হয় এবং ওয়াটে পরিমাপ করা হয়। এটি P = IV সূত্র ব্যবহার করে গণনা করা হয়।

বিদ্যুতের পদার্থবিদ্যা:

বিদ্যুত পদার্থবিদ্যার নিয়ম মেনে চলে এবং কিছু মৌলিক নীতি তার আচরণের উপর ভিত্তি করে:

1. কুলম্বের আইন: কুলম্বের আইন চার্জযুক্ত কণার মধ্যে তড়িৎ স্থিতিশীল বলকে বর্ণনা করে। এটি বলে যে বলটি চার্জের গুণফলের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক এবং তাদের মধ্যে দূরত্বের বর্গক্ষেত্রের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক।
2. বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র: বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রগুলি চার্জযুক্ত বস্তুকে ঘিরে থাকে এবং তাদের প্রভাবের মধ্যে অন্যান্য চার্জযুক্ত বস্তুর উপর শক্তি প্রয়োগ করে। বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি প্রতি ইউনিট চার্জের শক্তি হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়।
3. চৌম্বক ক্ষেত্র: যখন বৈদ্যুতিক চার্জ সরে যায়, তখন তারা চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে। এটি বিদ্যুৎ এবং চুম্বকত্বের মধ্যে সম্পর্কের ভিত্তি, যা ম্যাক্সওয়েলের সমীকরণ দ্বারা বর্ণিত হয়েছে।
4. ইলেক্ট্রোমোটিভ ফোর্স (EMF): EMF আসলে একটি শক্তি নয় বরং বৈদ্যুতিক সম্ভাব্য পার্থক্যের একটি পরিমাপ, যা প্রায়শই ব্যাটারি বা জেনারেটরের মতো একটি ভোল্টেজ উত্স দ্বারা সরবরাহ করা হয়।
5. কন্ডাক্টর এবং ইনসুলেটর: উপাদানগুলি তাদের বিদ্যুৎ সঞ্চালনের ক্ষমতার মধ্যে পরিবর্তিত হয়। কন্ডাক্টরগুলি ইলেকট্রনের সহজ প্রবাহের অনুমতি দেয়, যখন ইনসুলেটরগুলি ইলেক্ট্রন প্রবাহকে বাধা দেয়।
6. অতিপরিবাহীতা: কিছু উপাদান, যখন অত্যন্ত নিম্ন তাপমাত্রায় ঠাণ্ডা হয়, তখন শূন্য বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের প্রদর্শন করে, যা অতিপরিবাহীতা নামে পরিচিত একটি ঘটনা।

বৈদ্যুতিক প্রকৌশল, ইলেকট্রনিক্স, এবং পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির উত্সগুলির বিকাশ সহ অনেক বৈজ্ঞানিক এবং প্রযুক্তিগত অগ্রগতির জন্য বিদ্যুৎ বোঝা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এটি আমাদের জীবনযাপনের পদ্ধতিকে পরিবর্তন করেছে, আমাদের বিশ্বকে শক্তিশালী করেছে এবং উদ্ভাবন চালাচ্ছে। যেহেতু আমরা পদার্থবিদ্যা এবং প্রযুক্তির সীমানাগুলি অন্বেষণ করতে থাকি, বিদ্যুৎ সম্পর্কে আমাদের বোঝাপড়া কেবল গভীর হবে, নতুন সম্ভাবনা এবং অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে উন্মুক্ত করবে যা ভবিষ্যতের রূপ দেবে।