ক্ষমতা কাকে বলে? 

ক্ষমতা কাকে বলে? কাজ ও ক্ষমতার মধ্যে পার্থক্য কী?

ক্ষমতা (Power) কাকে বলে? পদার্থ বিজ্ঞানের অত্যান্ত গুরুপ্তপূর্ণ একটি ধারণা।  কেননা কাজ – শক্তি – ক্ষমতার ধারণা ছাড়া পদার্থবিজ্ঞান কল্পনা করা যায় না। তাইতো স্কুল কলেজে বারংবার ক্ষমতা নিয়ে আলোচনা করা হয়েছে।  আজকের এই লেখায় আমরা ‘ক্ষমতা কাকে বলে’ জানবো, পাশাপাশি ক্ষমতা সম্পর্কিত আরো বিষয় নিয়ে আলোচনা করবো।  যামাধ্যমে শিক্ষার্থী ও চাকরি প্রত্যাশী পরীক্ষার্থী পাঠকদের প্রস্তুতির জন্য সহায়ক হবে।  

ক্ষমতা কাকে বলে? 

পদার্থবিজ্ঞানে, ক্ষমতা হল একক সময়ে সম্পন্ন কাজ। অর্থাৎ, একক সময়ে কতটা শক্তি ব্যবহৃত হচ্ছে, সেটাই হল ক্ষমতা।

ক্ষমতার বিভিন্ন সংজ্ঞা নিম্নরূপ:

• কাজ ও সময়ের অনুপাতের সমান হল ক্ষমতা।
• শক্তির প্রবাহের হার হল ক্ষমতা।
• শক্তির পরিবর্তনের হার হল ক্ষমতা।

উদাহরণস্বরূপ, একটি মোটর একটি গাড়িকে 100 মিটার টেনে নিয়ে যায়। এক্ষেত্রে, মোটরের দ্বারা সম্পন্ন কাজ হল,কাজ = বল * সরণ

 

কাজ = 1000 নিউটন * 100 মিটার

কাজ = 100000 জুল

মোটর যদি এই কাজটি 10 সেকেন্ডে সম্পন্ন করে, তাহলে মোটরের ক্ষমতা হবে,

ক্ষমতা = কাজ / সময়

ক্ষমতা = 100000 জুল / 10 সেকেন্ড

ক্ষমতা = 10000 ওয়াট

সুতরাং, মোটরের ক্ষমতা 10000 ওয়াট।

ক্ষমতা বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়, যেমন:

• শক্তি উৎপাদন ও ব্যবহার
• যন্ত্রপাতি ও সরঞ্জামের কর্মক্ষমতা
• ব্যক্তিগত ও পেশাগত দক্ষতা

ক্ষমতার একক ও মাত্রা

ক্ষমতার মাত্রা:

ক্ষমতা হলো কাজের হার, যা শক্তির মাত্রা দ্বারা প্রকাশ করা হয়। কাজের মাত্রা হলো ML^2T^-2, সুতরাং ক্ষমতার মাত্রা হবে ML^2T^-3।

ক্ষমতার একক:

ক্ষমতার এসআই একক হলো ওয়াট (W)। ওয়াট হলো জুল/সেকেন্ড (J/s)।

অন্যান্য একক:

ক্ষমতার অন্যান্য এককগুলোর মধ্যে রয়েছে:

• অশ্বক্ষমতা (hp): যান্ত্রিক অশ্বক্ষমতা প্রায় ৭৪৫.৭ ওয়াটের সমান।
• ক্যালরি/সেকেন্ড (cal/s): খাদ্য ক্যালরির ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়।
• BTU/ঘন্টা (BTU/h): ব্রিটিশ থার্মাল ইউনিটের ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়।
• টন রেফ্রিজারেশন (TR): রেফ্রিজারেশনের ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়।

উদাহরণ:

• একটি বৈদ্যুতিক মোটরের ক্ষমতা 1000 ওয়াট। অর্থাৎ, এই মোটর প্রতি সেকেন্ডে 1000 জুল কাজ করতে পারে।
• একটি গাড়ির ইঞ্জিনের ক্ষমতা 100 অশ্বক্ষমতা। অর্থাৎ, এই ইঞ্জিন প্রতি সেকেন্ডে 74570 জুল কাজ করতে পারে।
• একটি এসি স্প্লিট ইউনিটের ক্ষমতা 2 টন রেফ্রিজারেশন। অর্থাৎ, এই ইউনিট প্রতি ঘন্টায় 22000000 জুল কাজ করতে পারে।

ক্ষমতা নির্ণয়ের সূত্র

ক্ষমতা নির্ণয়ের সূত্র হলো:

ক্ষমতা = কাজ / সময়

অথবা, 

ক্ষমতা = ভোল্টেজ * কারেন্ট

অথবা,

ক্ষমতা = ভোল্টেজ^2 / রোধ

পদার্থবিজ্ঞানে কাজ,ক্ষমতা ও শক্তির মধ্যে সম্পর্ক 

পদার্থবিজ্ঞানে, কাজ, ক্ষমতা এবং শক্তি হল তিনটি মৌলিক ধারণা। এগুলি একে অপরের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত এবং একসাথে পদার্থবিজ্ঞানের অনেকগুলি বিষয় ব্যাখ্যা করতে ব্যবহৃত হয়।

প্রথমত, কাজ হল একটি বল প্রয়োগের ফলে একটি বস্তুর সরণ। কাজের পরিমাণকে বল × সরণ দ্বারা প্রকাশ করা হয়।

দ্বিতীয়ত, ক্ষমতা হল একক সময়ে সম্পন্ন কাজের পরিমাণ। ক্ষমতার পরিমাণকে কাজ/সময় দ্বারা প্রকাশ করা হয়।

তৃতীয়ত, শক্তি হল কাজ করার ক্ষমতা। শক্তির বিভিন্ন রূপ রয়েছে, যেমন যান্ত্রিক শক্তি, তাপ শক্তি, আলোক শক্তি, রাসায়নিক শক্তি, বৈদ্যুতিক শক্তি ইত্যাদি।

কাজ, ক্ষমতা এবং শক্তির মধ্যে সম্পর্ক

• কাজ এবং ক্ষমতার মধ্যে সম্পর্ক

কাজ হল ক্ষমতার একটি পরিমাপ। ক্ষমতা বেশি হলে কাজ বেশি হবে। 

ক্ষমতা = কাজ / সময়

অর্থাৎ, একক সময়ে সম্পন্ন কাজই হল ক্ষমতা।

• কাজ এবং শক্তির মধ্যে সম্পর্ক

কাজ হল শক্তির রূপান্তর। একটি বস্তুতে কাজ করা হলে, সেই বস্তুতে শক্তি স্থানান্তরিত হয়।

ক্ষমতা = কাজ / সময়

• ক্ষমতা এবং শক্তির মধ্যে সম্পর্ক

ক্ষমতা হল শক্তির একটি পরিমাপ। ক্ষমতা বেশি হলে শক্তি বেশি থাকবে।

শক্তি = ক্ষমতা * সময়

অর্থাৎ, একক সময় ধরে প্রয়োগ করা ক্ষমতা হল শক্তি।

ক্ষমতা বিষয়ক ধারাবাহিক প্রশ্ন উত্তর | FAQ on Power

ক্ষমতার SI একক কি? 

ক্ষমতা হলো প্রতি একক সময়ে স্থানান্তরিত বা রূপান্তরিত শক্তির পরিমাণ। আন্তর্জাতিক একক পদ্ধতিতে (এসআই), ক্ষমতার একক হলো ওয়াট (W), যা প্রতি সেকেন্ডে এক জুলের সমান।

কাজ ও ক্ষমতার মধ্যে পার্থক্য কী?

কাজ ও ক্ষমতা দুটি ভিন্ন পরিমাপ। কাজ হলো বল দ্বারা বস্তুর সরণের পরিমাণ, এবং ক্ষমতা হলো একক সময়ে কাজ করার হার।

ক্ষমতার মাত্রা কী?

ক্ষমতার মাত্রা হলো ML^2T^-3।

অর্থাৎ, ক্ষমতা হলো ভর (M), দৈর্ঘ্য (L) এবং সময়ের (T) ত্রিমাত্রিক গুণফলের ঋণাত্মক তৃতীয় ঘাত।

ক্ষমতার একক গুলির মধ্যে সম্পর্ক কী?

ক্ষমতার এককগুলির মধ্যে সম্পর্ক:

• 1 ওয়াট = 1 জুল / সেকেন্ড।
• 1 অশ্বক্ষমতা (hp) = 745.7 ওয়াট
• 1 ক্যালরি/সেকেন্ড (cal/s) = 4.1840 ওয়াট
• 1 BTU/ঘন্টা (BTU/h) = 0.293071 ওয়াট
• 1 টন রেফ্রিজারেশন (TR) = 3.51685 ওয়াট

শক্তির সংরক্ষণশীলতা নীতির সাথে ক্ষমতার সম্পর্ক কী?

শক্তির সংরক্ষণশীলতা নীতি অনুসারে, মহাবিশ্বে মোট শক্তির পরিমাণ অপরিবর্তিত থাকে। অর্থাৎ, শক্তির সৃষ্টি বা বিনাশ হয় না, কেবল এক রূপ থেকে অন্য রূপে পরিবর্তিত হতে পারে।

ক্ষমতা হলো শক্তির পরিবর্তনের হার। অর্থাৎ, ক্ষমতা দ্বারা বোঝায় যে, প্রতি একক সময়ে কত পরিমাণ শক্তি এক রূপ থেকে অন্য রূপে পরিবর্তিত হচ্ছে।

শক্তির সংরক্ষণশীলতা নীতি অনুসারে, ক্ষমতার পরিবর্তনের হারও সংরক্ষিত থাকে। অর্থাৎ, যদি কোনো বস্তুতে ক্ষমতা বৃদ্ধি পায়, তাহলে অন্য কোনো বস্তুতে ক্ষমতা হ্রাস পায়।

উদাহরণস্বরূপ, একটি বিদ্যুৎকেন্দ্র থেকে বিদ্যুৎ উৎপাদিত হচ্ছে। এক্ষেত্রে, বিদ্যুৎকেন্দ্রের যন্ত্রপাতিগুলিতে ক্ষমতা বৃদ্ধি পাচ্ছে। কিন্তু, এই ক্ষমতার উৎস হলো জীবাশ্ম জ্বালানী বা পারমাণবিক শক্তি। অর্থাৎ, জীবাশ্ম জ্বালানী বা পারমাণবিক শক্তির রাসায়নিক শক্তি বা পারমাণবিক শক্তি বিদ্যুৎ শক্তিতে রূপান্তরিত হওয়ার মাধ্যমে ক্ষমতা বৃদ্ধি পেয়েছে।

সুতরাং, শক্তির সংরক্ষণশীলতা নীতি এবং ক্ষমতা একে অপরের সাথে অঙ্গাঙ্গীভাবে সম্পর্কিত।

গানিতিক সমস্যা ১ঃ একটি বৈদ্যুতিক বাতি প্রতি সেকেন্ডে 100 জুল কাজ করে। বাতির ক্ষমতা কত?

সমাধানঃ 

বাতির দ্বারা প্রতি সেকেন্ডে 100 জুল কাজ করা হচ্ছে। তাই, বাতির ক্ষমতা হবে,

ক্ষমতা = কাজ / সময়

ক্ষমতা = 100 জুল / সেকেন্ড

ক্ষমতা = 100 ওয়াট

সুতরাং, বাতির ক্ষমতা 100 ওয়াট।

গানিতিক সমস্যা ২ঃ একটি মোটর 10 সেকেন্ডে 10000 জুল কাজ করে। মোটরের ক্ষমতা কত?

সমাধানঃ

মোটরের দ্বারা 10 সেকেন্ডে 10000 জুল কাজ করা হয়েছে। তাই, মোটরের ক্ষমতা হবে,

ক্ষমতা = কাজ / সময়

ক্ষমতা = 10000 জুল / 10 সেকেন্ড

ক্ষমতা = 1000 ওয়াট

সুতরাং, মোটরের ক্ষমতা 1000 ওয়াট।

গানিতিক সমস্যা ৩ঃ একটি বিদ্যুৎকেন্দ্র প্রতি সেকেন্ডে 1000 মেগাওয়াট (MW) বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে। বিদ্যুৎকেন্দ্রের ক্ষমতা কত?

সমাধানঃ 

এক্ষেত্রে, বিদ্যুৎ কেন্দ্র প্রতি সেকেন্ডে 1000 মেগাওয়াট বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে। 1 মেগাওয়াট = 10^6 ওয়াট। সুতরাং, বিদ্যুৎকেন্দ্র প্রতি সেকেন্ডে 1000 * 10^6 ওয়াট বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে।

তাই, বিদ্যুৎকেন্দ্রের ক্ষমতা হবে,

ক্ষমতা = কাজ / সময়

ক্ষমতা = 1000 * 10^6 ওয়াট / সেকেন্ড

ক্ষমতা = 10^9 ওয়াট

ক্ষমতা = 1000 গিগাওয়াট (GW)

সুতরাং, বিদ্যুৎ কেন্দ্রের ক্ষমতা 1000 গিগাওয়াট।

গানিতিক সমস্যা ৪ঃ একটি গাড়ির ইঞ্জিনের ক্ষমতা 100 অশ্বক্ষমতা (hp)। অশ্ব ক্ষমতার মান কত?

সমাধানঃ 

১ অশ্বক্ষমতা (hp) এর মান প্রায় ৭৪৬ ওয়াট।

 সুতরাং, ১০০ অশ্বক্ষমতার মান হবে ৭৪৬ * ১০০ = ৭৪৬০০ ওয়াট।

Also Read: সমকোণ কাকে বলে?