MEカコモン臨床工学技士国家試験 過去問・解説

第34回 臨床工学技士国家試験 午前 第50問

電気工学第34回午前

第34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。有効電力 P=V_rms・I_rms・cosθ。

問題
図の正弦波交流波形において、電圧波形v(実線)と電流波形i(点線)の位 相差(角度)は rad r である。有効電力[W]はどれか。
  1. 1. 5
  2. 2. 10
  3. 3. 12.5
  4. 4. 25
  5. 5. 50

正答:3番

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解説
■ 正答:3番 — 12.5

有効電力 P=V_rms・I_rms・cosθ。波形から読み取る電圧・電流の実効値と位相差θ(π/3=60°、cosθ=0.5)を代入すると P=12.5Wとなる。よって正答は3番。


【各選択肢の解説】

1. 5

→ ❌誤り。値が合わない。

2. 10

→ ❌誤り。

3. 12.5

→ ✅正しい。例:電圧振幅10V・電流振幅5Aなら V_rms・I_rms=(10/√2)(5/√2)=25VA(皮相電力)。cosθ=0.5を掛けて有効電力25×0.5=12.5W。

4. 25

→ ❌誤り。これは皮相電力(力率を掛ける前)に相当。

5. 50

→ ❌誤り。過大。


【試験対策ポイント】

交流電力の3種:皮相電力 S=V_rms・I_rms〔VA〕有効電力 P=S・cosθ〔W〕無効電力 Q=S・sinθ〔var〕実効値=振幅/√2(正弦波)。位相差θ(電圧と電流のずれ)の余弦が力率。θ=60°ならcosθ=0.5、θ=0(純抵抗)なら力率1で P=S。

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