第34回 臨床工学技士国家試験 午後 第49問
電気工学第34回午後
第34回 臨床工学技士国家試験 午後 第49問(電気工学)の正答は 2 です。コンデンサの放電電圧は V=V0 e^(-t/τ)(τ=RC)で、縦軸が対数の片対数グラフでは直線になる。
問題
コンデンサを10 V に充電した後、100 Ω の抵抗で放電した場合のコンデンサにかかる電圧の経時変化を図の片対数グラフに示す。
コンデンサの静電容量[F]はどれか。
- 1. 0.02
- 2. 0.04 ✓
- 3. 0.1
- 4. 0.2
- 5. 0.4
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 30.8%参考値
13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 — 0.04
コンデンサの放電電圧は V=V0 e^(-t/τ)(τ=RC)で、縦軸が対数の片対数グラフでは直線になる。グラフから時定数τを読み、C=τ/R で求める。
- 読み方1:t=τ で電圧は V0/e = 10 × 0.368 ≒ 3.7 V。グラフで3.7 V付近は t≒4 s → τ≒4 s
- 読み方2:10 Vから1 V(1/10)になるのは t≒9.2 s。1/10になる時間は τ × ln10 = 2.30τ なので τ = 9.2 ÷ 2.30 ≒ 4.0 s
- C = τ ÷ R = 4 s ÷ 100 Ω = 0.04 F
【各選択肢の解説】
1. 0.02
❌ 誤り。正しくは0.04 F。0.02 Fならτ=100 × 0.02=2 sで、2 sで約3.7 Vまで下がるはずだが、グラフでは2 sで約6 V。
❌ 誤り。正しくは0.04 F。0.02 Fならτ=100 × 0.02=2 sで、2 sで約3.7 Vまで下がるはずだが、グラフでは2 sで約6 V。
2. 0.04
✅ 正しい(=正答)。τ=4 s、C=4 ÷ 100=0.04 F。
✅ 正しい(=正答)。τ=4 s、C=4 ÷ 100=0.04 F。
3. 0.1
❌ 誤り。正しくは0.04 F。0.1 Fならτ=10 sで、10 sでもまだ約3.7 Vあるはずだが、グラフでは9.2 s付近で1 Vまで下がっている。
❌ 誤り。正しくは0.04 F。0.1 Fならτ=10 sで、10 sでもまだ約3.7 Vあるはずだが、グラフでは9.2 s付近で1 Vまで下がっている。
4. 0.2
❌ 誤り。正しくは0.04 F。0.2 Fならτ=20 sで、グラフより放電がずっと遅くなる。
❌ 誤り。正しくは0.04 F。0.2 Fならτ=20 sで、グラフより放電がずっと遅くなる。
5. 0.4
❌ 誤り。正しくは0.04 F。0.4 Fならτ=40 sで、10 sではほとんど電圧が下がらない。
❌ 誤り。正しくは0.04 F。0.4 Fならτ=40 sで、10 sではほとんど電圧が下がらない。
【試験対策ポイント】
- RC放電:V=V0 e^(-t/RC)、時定数 τ=RC
- t=τ で初期値の約37%、片対数グラフでは直線
- 1/10になる時間=約2.3τ(ln10≒2.30)
- C=τ/R
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