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 π/3 rad である。有効電力[W]はどれか。
- 1. 5
- 2. 10
- 3. 12.5 ✓
- 4. 25
- 5. 50
正答:3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 46.7%参考値
15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:3番 — 12.5
有効電力 P=V_rms·I_rms·cosθ。図から電圧・電流の最大値を読み、√2で割って実効値にしてから力率を掛ける。
【各選択肢の解説】
図の読み:縦軸は電圧[V]と電流[A]の共用。実線 v の最大値は10 V、点線 i の最大値は5 A。周期はどちらも6 s(v の山は2.5 sと8.5 s)。i の山は約1.5 s で v より約1 s 早く、1 s/6 s×2π=π/3 rad(問題文の位相差と一致)。
途中式:
- V_rms=10/√2、I_rms=5/√2
- V_rms·I_rms=(10×5)/2=25 VA(皮相電力)
- P=25×cos(π/3)=25×0.5=12.5 W
1. 5
❌ 誤り。正しくは、P=(10/√2)(5/√2)×0.5=12.5 W。
❌ 誤り。正しくは、P=(10/√2)(5/√2)×0.5=12.5 W。
2. 10
❌ 誤り。正しくは12.5 W。
❌ 誤り。正しくは12.5 W。
3. 12.5
✅ 正しい(=正答)。電圧と電流が60°ずれているので、電力のうち実際に消費される分は皮相電力25 VAの半分(cos60°=0.5)になる。
✅ 正しい(=正答)。電圧と電流が60°ずれているので、電力のうち実際に消費される分は皮相電力25 VAの半分(cos60°=0.5)になる。
4. 25
❌ 誤り。25は力率を掛ける前の皮相電力 V_rms·I_rms〔VA〕。正しくは、cosθ=0.5を掛けた12.5 Wが有効電力。
❌ 誤り。25は力率を掛ける前の皮相電力 V_rms·I_rms〔VA〕。正しくは、cosθ=0.5を掛けた12.5 Wが有効電力。
5. 50
❌ 誤り。50は最大値どうしの積10×5。正しくは、実効値に直して(各√2で割る)力率を掛けた12.5 W。
❌ 誤り。50は最大値どうしの積10×5。正しくは、実効値に直して(各√2で割る)力率を掛けた12.5 W。
【試験対策ポイント】
| 電力 | 式 | 単位 |
|---|---|---|
| 皮相電力 | V_rms·I_rms | VA |
| 有効電力 | V_rms·I_rms·cosθ | W |
| 無効電力 | V_rms·I_rms·sinθ | var |
- 正弦波の実効値=最大値/√2
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