36AM51｜第36回 臨床工学技士国家試験 過去問

正答

3

公式正答は 3 です。正答内容は 1．0 です。

この問題のポイント

理想変圧器の巻数比と電流の関係を理解し、電力保存の法則を用いて一次側電流を算出する。

解説

理想変圧器では一次側と二次側の電力は等しくなる。一次側電圧が1.0 V（実効値）、巻数比が1:10なので、二次側電圧は1.0 V × 10 = 10 V（実効値）となる。二次側の負荷が100 Ωなので、二次側電流は10 V ÷ 100 Ω = 0.1 A（実効値）となる。電力はP = V × I = 10 V × 0.1 A = 1 W。一次側電流I1は、I1 = P / V1 = 1 W / 1.0 V = 1.0 Aとなる。また、巻数比と電流の関係式I1/I2 = N2/N1 = 10より、I1 = 0.1 A × 10 = 1.0 Aと一致する。

選択肢の確認

選択肢1：0．1

正答ではありません。 0.1 AはV₂ = 10 VとR = 100 Ωから求まる二次側電流I₂です。問われる一次側電流はI₁/I₂ = N₂/N₁ = 10より1.0 Aです。

選択肢2：0．5

正答ではありません。 二次電力はP₂ = 10 V × 0.1 A = 1 Wで、理想変圧器ではP₁ = P₂です。I₁ = 1 W/1.0 V = 1.0 Aとなり、0.5 Aは一致しません。

選択肢3：1．0

正答です。 選択肢3（1.0 A）は電力保存の法則と巻数比の関係を正しく適用し、一次側電流を正確に算出した正解である。

選択肢4：5．0

正答ではありません。 巻数比からI₁ = I₂ × N₂/N₁ = 0.1 A × 10 = 1.0 Aです。5.0 Aはこの関係式への代入結果に一致しません。

選択肢5：10

正答ではありません。 一次電圧1.0 Vで一次電流10 Aなら入力電力は10 Wとなり、負荷が消費する二次電力1 Wと等しくありません。理想変圧器の電力保存に反します。

覚えるポイント

• 理想変圧器では電力が保存されるため、一次側と二次側の電力は等しい。
• 巻数比N1:N2と電流比I2:I1は逆比になる（I1/I2 = N2/N1）。
• 電圧と電流の実効値を用いて電力を算出し、一次側電流を導き出す方法を覚える。