第33回 臨床工学技士国家試験 午後 第55問
電子工学第33回午後
第33回 臨床工学技士国家試験 午後 第55問(電子工学)の正答は 2 です。図はダイオード4個のブリッジ(全波)整流回路。
問題
図の回路に電圧Vᵢ=100 sin(10πt)[V]を入力した。出力電圧Vₒの実効値[V]はどれか。ただし、ダイオードは理想ダイオードとし、時間tの単位は秒とする。
- 1. 10√2
- 2. 100/√2 ✓
- 3. 100
- 4. 100√2
- 5. 200
正答:2番
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この問題の正答率(MEカコモン利用者の実データ)
初回正答率 41.7%参考値
12人の初回解答から算出(2026年10月21日時点)。母数が少ないため参考値です
同じ利用者の2回目以降の解答は除外しています(再挑戦を含めると正答率は実力より高く出るため)。国家試験の公式発表値ではなく、MEカコモンで実際に解かれた記録にもとづく数値です。
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解説
■ 正答:2番 — 100/√2
図はダイオード4個のブリッジ(全波)整流回路。理想ダイオードなので出力は|100 sin(10πt)|となり、全波整流波形の2乗は元の正弦波の2乗と同じなので、実効値も元の正弦波と同じVm/√2になる。
【各選択肢の解説】
図の読み:入力の上側端子は上の頂点、下側端子は下の頂点につながる。左の頂点から出る2個のダイオードはどちらも左の頂点から離れる向き、右の頂点に入る2個はどちらも右の頂点へ向かう向き。負荷は右の頂点(+)と左の頂点の間にある。
- 入力の正の半周期:上の頂点→右上のダイオード→負荷→左の頂点→左下のダイオード→下の頂点
- 負の半周期:下の頂点→右下のダイオード→負荷→左の頂点→左上のダイオード→上の頂点
実効値=√(平均(Vo²))=√(平均(Vᵢ²))=100/√2≒70.7 V
1. 10√2
❌ 誤り。約14 Vで最大値100 Vからの換算に合わない。正しくは最大値100 Vの1/√2で約70.7 V。
❌ 誤り。約14 Vで最大値100 Vからの換算に合わない。正しくは最大値100 Vの1/√2で約70.7 V。
2. 100/√2
✅ 正しい。全波整流でも実効値は元の正弦波と同じ最大値/√2。
✅ 正しい。全波整流でも実効値は元の正弦波と同じ最大値/√2。
3. 100
❌ 誤り。出力の最大値である。正しくは実効値は最大値の1/√2で100/√2。
❌ 誤り。出力の最大値である。正しくは実効値は最大値の1/√2で100/√2。
4. 100√2
❌ 誤り。最大値に√2を掛けており関係が逆。正しくは最大値を√2で割る(100/√2)。
❌ 誤り。最大値に√2を掛けており関係が逆。正しくは最大値を√2で割る(100/√2)。
5. 200
❌ 誤り。入力のピーク・ツー・ピーク値(2×100 V)である。正しくは出力の実効値は100/√2。
❌ 誤り。入力のピーク・ツー・ピーク値(2×100 V)である。正しくは出力の実効値は100/√2。
【試験対策ポイント】
最大値Vmの正弦波を入れたとき(理想ダイオード):
| 波形 | 実効値 | 平均値 |
|---|---|---|
| 正弦波そのもの | Vm/√2 | 0 |
| 全波整流(ブリッジ) | Vm/√2 | 2Vm/π |
| 半波整流(ダイオード1個) | Vm/2 | Vm/π |
- 周波数(10π rad/s=5 Hz)は実効値に関係しない
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