第37回 臨床工学技士国家試験 午前 第49問
電気工学第37回午前
第37回 臨床工学技士国家試験 午前 第49問(電気工学)の正答は 3 です。スイッチを閉じて十分時間が経過するとコンデンサの充電が完了し、コンデンサには電流が流れない(開放とみなせる)。
問題
図の回路で、スイッチSW を閉じて十分な時間が経過した後の電流I[A] はどれか。
- 1. 0 nF 9.0 V SW
- 2. 0.3
- 3. 0.6 ✓
- 4. 0.9
- 5. 1.2 10 X 20 X I 20 X 10 X
正答:3番
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解説
■ 正答:3番 — 0.6
スイッチを閉じて十分時間が経過するとコンデンサの充電が完了し、コンデンサには電流が流れない(開放とみなせる)。残る抵抗回路の合成抵抗から電源電流を求めると I=0.6 A(選択肢3番)。
【各選択肢の解説】
定常状態の考え方:
・コンデンサは充電完了で開放扱い → 抵抗のみの回路になる。
・2本の分岐(各 10Ω+20Ω=30Ω)が電源に並列接続。
合成抵抗=30Ω∥30Ω=15Ω。
・電源電圧9.0 V より、
I=9.0 V ÷ 15Ω=0.6 A。
したがって選択肢3番(0.6 A)が正答。
【試験対策ポイント】
- RC回路の定常状態:コンデンサは充電完了→電流0(開放)。インダクタは逆に短絡扱い。
- 過渡現象の時定数 τ=RC(充電の63%到達時間)。十分時間=5τ以上でほぼ定常。
- まず「定常状態でC=開放/L=短絡」に置き換えてから直流回路として解く。
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