第37回 臨床工学技士国家試験 午前 第50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50問（電気工学）の正答は 4 です。100Ωの抵抗に周波数60 Hz・実効値√2 Aの正弦波電流を流した場合を問う。
問題
100 X の抵抗に周波数60 Hz、実効値 2 A の正弦波電流を流した。 正しいのはどれか。
- 1. 141 W の電力が消費される。
- 2. 正弦波電流の振幅は1 A である。
- 3. 正弦波電流の周期は20 ms である。
- 4. 抵抗両端の電圧の最大値は200 V である。 ✓
- 5. 正弦波電流と抵抗両端電圧の位相は2 r rad ずれる。
正答：4番
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解説
■ 正答：4番 — 抵抗両端の電圧の最大値は200 V である。
100Ωの抵抗に周波数60 Hz・実効値√2 Aの正弦波電流を流した場合を問う。電圧実効値＝100×√2＝141 V、その最大値＝141×√2＝200 Vとなり、4番が正しい。
【各選択肢の解説】
1. 141 Wの電力が消費される。
❌ 誤り。P＝I²R＝(√2)²×100＝200 W。
❌ 誤り。P＝I²R＝(√2)²×100＝200 W。
2. 正弦波電流の振幅は1 Aである。
❌ 誤り。振幅（最大値）＝実効値×√2＝√2×√2＝2 A。
❌ 誤り。振幅（最大値）＝実効値×√2＝√2×√2＝2 A。
3. 正弦波電流の周期は20 msである。
❌ 誤り。60 Hzなので周期＝1/60≈16.7 ms（20 msは50 Hz）。
❌ 誤り。60 Hzなので周期＝1/60≈16.7 ms（20 msは50 Hz）。
4. 抵抗両端の電圧の最大値は200 Vである。
✅ 正しい。電圧実効値＝√2×100＝141 V、最大値＝141×√2＝200 V。
✅ 正しい。電圧実効値＝√2×100＝141 V、最大値＝141×√2＝200 V。
5. 正弦波電流と抵抗両端電圧の位相は2π radずれる。
❌ 誤り。純抵抗では電流と電圧は同相（位相差0）。
❌ 誤り。純抵抗では電流と電圧は同相（位相差0）。
【試験対策ポイント】
- 正弦波：最大値＝実効値×√2。実効値は電力計算の基準。
- 純抵抗負荷：電圧・電流は同相、消費電力 P＝I²R＝V²/R（実効値で計算）。
- 周期 T＝1/f（60 Hz→16.7 ms、50 Hz→20 ms）。
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