第36回 臨床工学技士国家試験 午前 第49問

起電力E・内部抵抗rの電池2個を直列にすると、合成起電力2E・合成内部抵抗2r。可変抵抗Rの消費電力が最大になるのは、負荷Rが電源内部抵抗に等しいとき（最大電力伝送の条件）なのでR＝2r。このとき電流は I＝2E/(2r+R)＝2E/(2r+2r)＝2E/4r＝E/(2r) となり、正答は1番。

【各選択肢の解説】

電池2個直列で総起電力2E・総内部抵抗2r。最大電力の条件はR＝内部抵抗＝2r。電流I＝2E/(2r+2r)＝E/(2r)。この式をもつ選択肢1が正答。他は最大電力条件や直列合成の取り違えによる式。

【試験対策ポイント】

最大電力伝送定理：負荷抵抗＝電源内部抵抗のとき負荷電力が最大（このとき電力効率は50%）。電池の直列接続は起電力も内部抵抗も加算、並列接続は起電力そのままで内部抵抗が減る。