第31回 臨床工学技士国家試験 午前 第50問
電気工学第31回午前
第31回 臨床工学技士国家試験 午前 第50問（電気工学）の正答は 3 です。内部抵抗r＝5Ωの電源に負荷Rをつなぎ、Rでの消費電力を最大にするのは整合条件R＝r＝5Ωのとき。
問題
起電力50 V、内部抵抗5 X の電池に負荷抵抗R を接続する。R を調節し てR での消費電力を最大にしたときのR の消費電力［W］はどれか。
- 1. 25
- 2. 50
- 3. 125 ✓
- 4. 250
- 5. 500
正答：3番
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解説
■ 正答：3番 — 125（W）
内部抵抗r＝5Ωの電源に負荷Rをつなぎ、Rでの消費電力を最大にするのは整合条件R＝r＝5Ωのとき。このときRの消費電力はP＝E²/(4r)＝50²/(4×5)＝2500/20＝125W。選択肢3が正答。
【各選択肢の解説】
1. 25 / 2. 50
❌ 誤り。整合条件P＝E²/4rを用いていない。
❌ 誤り。整合条件P＝E²/4rを用いていない。
3. 125
✅ 正しい。R＝r＝5Ωで最大、P＝50²/(4×5)＝125W。
✅ 正しい。R＝r＝5Ωで最大、P＝50²/(4×5)＝125W。
4. 250 / 5. 500
❌ 誤り。過大。
❌ 誤り。過大。
【試験対策ポイント】
最大電力供給（整合）条件：負荷抵抗＝内部抵抗（R＝r）。このとき負荷電力は最大P_max＝E²/(4r)。電源の全供給電力の半分が負荷、半分が内部抵抗で消費され、電力伝送効率は50％となる（効率最大とは別）ことに注意。
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