39AM52｜第39回臨床工学技士国家試験過去問

抵抗率［Ω・m］が小さい順に並んでいるのはどれか。

解答・解説を見る

正解: 5

正答

この問題では、物質の抵抗率の大小関係が問われています。

抵抗率が小さいほど、電流が流れやすい物質です。

代表的な金属では、抵抗率の小さい順に次のように整理します。

半導体である Si シリコン や Ge ゲルマニウム は、一般に金属より抵抗率が大きい物質として扱います。

抵抗率 ρ は、材料そのものが電流を流しにくい程度を表す量です。

抵抗 R は次の式で表されます。

ここで、

です。

同じ長さ、同じ断面積の導体で比べると、抵抗率 ρ が小さい材料ほど抵抗 R も小さくなります。

国家試験では、厳密な数値よりも、代表的な順序を覚えておくことが重要です。

代表的には、

という関係になります。

したがって、選択肢の中で抵抗率が小さい順に正しく並んでいるのは、Ag < Cu < Fe です。

ひっかけポイント
金は高価で電気をよく通すイメージがありますが、抵抗率だけを見ると、金 Au より銀 Ag や銅 Cu の方が小さいです。

金は抵抗率の小ささだけでなく、酸化しにくい性質を利用して接点やコネクタに使われます。

1．誤り。
Au < Ag < Cu ではありません。代表的な抵抗率の小さい順は Ag < Cu < Au です。銀が最も小さく、銅がそれに続きます。

2．誤り。
Fe < Al < Ge ではありません。鉄 Fe よりアルミニウム Al の方が抵抗率は小さいです。また、ゲルマニウム Ge は半導体であり、一般に金属より抵抗率が大きい物質として扱います。

3．誤り。
Cu < Si < Al ではありません。シリコン Si は半導体であり、アルミニウム Al より抵抗率が大きい物質として扱います。金属である Cu と Al の方が、半導体の Si より電流を流しやすいです。

4．誤り。
Au < Fe < Al ではありません。アルミニウム Al は鉄 Fe より抵抗率が小さいため、Fe < Al の順序が不適切です。代表的には Au < Al < Fe の関係になります。

5．正しい。
Ag < Cu < Fe は、抵抗率が小さい順として適切です。銀 Ag は代表的な金属の中で最も抵抗率が小さく、銅 Cu が続き、鉄 Fe はこれらより抵抗率が大きいです。