第39回 臨床工学技士国家試験 午後 第49問
電気工学第39回午後
第39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。図1は、入力と出力の間に可変抵抗Rが直列に入り、キャパシタCの両端から出力を取る回路＝RC積分回路（低域通過）。
問題
図1 の回路に図2 の矩形パルスを入力する。可変抵抗 R の抵抗値を大、小の 2 通りとしたときの出力波形 V_out はどれか。
- 1. 図の波形1
- 2. 図の波形2 ✓
- 3. 図の波形3
- 4. 図の波形4
- 5. 図の波形5
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 41.7%参考値
24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 — 図の波形2
図1は、入力と出力の間に可変抵抗Rが直列に入り、キャパシタCの両端から出力を取る回路＝RC積分回路（低域通過）。出力はキャパシタの電圧なので、矩形パルスの立ち上がりで指数関数的に充電され、立ち下がりで指数関数的に放電する。速さは時定数τ＝RCで決まり、R小＝τ小＝速く上がって速く下がる、R大＝τ大＝ゆっくり上がり、上がりきらないうちに下がり始め、ゆっくり戻る。
【各選択肢の解説】
1. 図の波形1
❌ 誤り。R大（実線）が速く、R小（破線）が遅い＝時定数の大小が逆。正しくは、Rが大きいほど充電・放電とも遅い。
❌ 誤り。R大（実線）が速く、R小（破線）が遅い＝時定数の大小が逆。正しくは、Rが大きいほど充電・放電とも遅い。
2. 図の波形2
✅ 正しい。R小（破線）は速く立ち上がって平らになり、パルス終了後も速く0に戻る。R大（実線）はゆっくり上がり、パルス終了後もゆっくり減衰する。充電と放電が同じ時定数で揃っている。
✅ 正しい。R小（破線）は速く立ち上がって平らになり、パルス終了後も速く0に戻る。R大（実線）はゆっくり上がり、パルス終了後もゆっくり減衰する。充電と放電が同じ時定数で揃っている。
3. 図の波形3
❌ 誤り。R大（実線）が速く立ち上がり、R小（破線）が遅く立ち上がっている＝大小が逆。さらにR小は上がりが遅いのに下がりが速く、充電と放電の速さが揃っていない。正しくは、同じRなら充電と放電は同じ時定数で、Rが大きいほど遅い。
❌ 誤り。R大（実線）が速く立ち上がり、R小（破線）が遅く立ち上がっている＝大小が逆。さらにR小は上がりが遅いのに下がりが速く、充電と放電の速さが揃っていない。正しくは、同じRなら充電と放電は同じ時定数で、Rが大きいほど遅い。
4. 図の波形4
❌ 誤り。立ち上がりの大小は正しいが、R大（実線）の放電がR小（破線）より速い。正しくは、R大は放電も遅く、パルス終了後に長く尾を引く。
❌ 誤り。立ち上がりの大小は正しいが、R大（実線）の放電がR小（破線）より速い。正しくは、R大は放電も遅く、パルス終了後に長く尾を引く。
5. 図の波形5
❌ 誤り。パルスの立ち下がりで出力が負の向きへ瞬時に跳んでいる。キャパシタの電圧は瞬時には変化しないので、出力がCの両端なら跳びは起こらない。正しくは、0より下がらずに指数関数的に0へ戻る。
❌ 誤り。パルスの立ち下がりで出力が負の向きへ瞬時に跳んでいる。キャパシタの電圧は瞬時には変化しないので、出力がCの両端なら跳びは起こらない。正しくは、0より下がらずに指数関数的に0へ戻る。
【試験対策ポイント】
| 回路 | 出力を取る素子 | 矩形波を入れたとき |
|---|---|---|
| RC積分回路（低域通過） | C | なまって指数関数的に上がり・下がる |
| CR微分回路（高域通過） | R | 立ち上がり・立ち下がりで正負のとがった波形 |
- 時定数τ＝RC。τが大きいほど応答が遅い。充電と放電は同じτ。
- 出力がCの両端なら、出力は不連続に跳ばない。
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