35AM48｜第35回 臨床工学技士国家試験 過去問

正答

1

公式正答は 1 です。正答内容は 1.0 A です。ただし、掲載された回路を全抵抗1.0 Ωの理想回路として厳密に節点解析すると、Rの電流は 16/13 A≒1.23 A となります。1.0 Aは選択肢中で最も近い値です。

この問題のポイント

この回路は左右対称の平衡ブリッジではありません。右下にRともう一つの1 Ω抵抗があるため、中央の横向き抵抗にも電流が流れます。各節点の電位を未知数としてキルヒホッフの電流則を立てます。

解説

電池の下端を0 V、上端を4 Vとします。左中央節点をA、右中央節点をB、抵抗Rの下端をCとし、すべての抵抗を1 Ωとすると、各節点の電流収支は次のとおりです。

• A点： (A−4)+(A−0)+(A−B)=0　→　3A−B=4
• B点： (B−4)+(B−A)+(B−C)=0　→　3B−A−C=4
• C点： (C−B)+(C−0)=0　→　2C−B=0

連立すると A=28/13 V、B=32/13 V、C=16/13 Vです。図の矢印方向にRを流れる電流は、オームの法則から

I=(B−C)/1 Ω=(32/13−16/13) A=16/13 A≒1.23 A

です。したがって厳密値と一致する選択肢はありませんが、公式は最も近い 1.0 A（選択肢1） を正答としています。中央抵抗の両端電位はA≠Bなので、その電流を0とする計算はできません。

選択肢の確認

選択肢1：1．0

公式採点上の正答です。 厳密計算値16/13 A≒1.23 Aに最も近い選択肢です。公式正答契約に従い、この肢を選びます。

選択肢2：2．0

正答ではありません。 2.0 Aは節点解析で得た約1.23 Aより0.77 A大きく、選択肢1より計算値から離れています。

選択肢3：3．0

正答ではありません。 3.0 Aは約1.23 Aと一致せず、R両端の電位差B−C=16/13 Vからも導けません。

選択肢4：4．0

正答ではありません。 電源電圧4.0 VがそのままRだけへ加わる回路ではありません。R両端電圧は16/13 Vです。

選択肢5：5．0

正答ではありません。 5.0 AにはR=1 Ωなら5.0 Vの端子電圧が必要で、4.0 V電源からなる受動抵抗回路の本図とは整合しません。

覚えるポイント

• ブリッジ中央抵抗の電流を0とできるのは、両端節点が等電位となる平衡条件を満たす場合だけです。
• 非対称回路は、節点電位を置いてキルヒホッフの電流則を立てると安全に解けます。
• 本問は公式正答1を維持しますが、図からの厳密値は16/13 A≒1.23 Aです。