第39回 臨床工学技士国家試験 午後 第55問
電子工学第39回午後
第39回 臨床工学技士国家試験 午後 第55問(電子工学)の正答は 1 です。理想演算増幅器の反転加算回路。
問題
図の回路でE の起電力[V]はどれか。 ただし、A は理想演算増幅器とする。 2 kX 1 kX 1 kX 2 V E -6 V + - A
- 1. 1 ✓
- 2. 2
- 3. 3
- 4. 4
- 5. 5
正答:1番
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解説
■ 正答:1番 — 1
理想演算増幅器の反転加算回路。反転入力は仮想接地(0 V)で、入力電流の和が帰還抵抗に流れる。図の定数(帰還2 kΩ、入力各1 kΩ、入力電圧2 V、出力−6 V)より、仮想接地点の電流則で 2 V/1 kΩ+E/1 kΩ=6 V/2 kΩ となり、2+E=3 → E=1 V。よって1番。
【各選択肢の解説】
(反転入力の仮想接地に集まる電流の総和=0:2 V・E・出力−6 Vと各抵抗で式を立てる)
1. 1
✅ 正しい。2 V/1 kΩ+E/1 kΩ=−V_out/R_f=6 V/2 kΩ → 2+E=3 → E=1 V。
✅ 正しい。2 V/1 kΩ+E/1 kΩ=−V_out/R_f=6 V/2 kΩ → 2+E=3 → E=1 V。
2. 2
❌ 誤り。電流の向き・帰還抵抗の係数を取り違えた値。
❌ 誤り。電流の向き・帰還抵抗の係数を取り違えた値。
3. 3
❌ 誤り。出力−6 Vとの関係が合わない。
❌ 誤り。出力−6 Vとの関係が合わない。
4. 4
❌ 誤り。同上。
❌ 誤り。同上。
5. 5
❌ 誤り。同上。
❌ 誤り。同上。
【試験対策ポイント】
- 理想演算増幅器の2大原則:①入力端子間電圧0(イマジナリショート/仮想接地)、②入力電流0。
- 反転加算回路:V_out=−R_f(V_1/R_1+V_2/R_2+…)。仮想接地点で電流の総和=0とおくのが定石。
- 未知の起電力を求める問題は、仮想接地点でキルヒホッフの電流則を立てて一次方程式を解く。
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