定電流源を用いた電源回路を図に示す。P 点の対地電位[V]はどれか。
定電流源を用いた電源回路を図に示す。P 点の対地電位[V]はどれか。
- ⑴ 00Vになるのは、P点が接地点と直結している場合か、P点以降に電流が流れていない場合です。図では定電流が抵抗に流れるので0にはなりません。
- ⑵ 1抵抗値または電流値のどちらかを半分に読み違えると出る値です。V=I×Rを正しく掛け合わせると2Vになります。
- ⑶ 2定電流源の一定電流とP点から接地までの抵抗の積が2Vとなり、P点の対地電位は2Vになります。
- ⑷ 3電圧降下を生じる抵抗を1つ多く数えたときに出る値です。P点から接地までの経路にある抵抗だけを数えます。
- ⑸ 5定電流源に直列な抵抗まで含めてしまったり、電源電圧の値をそのまま答えたときに出る値です。定電流源では電流と抵抗の積で電位が決まります。
この問題は別冊の図版(写真・標本・心電図など)を見て答えます。図版は転載していないため、下の出典のページから公式のPDFをご覧ください。解説だけでも所見の読み取り方が分かるように書いています。
解説
正解は⑶です。定電流源は、接続された負荷の抵抗値にかかわらずあらかじめ決まった大きさの電流を流し続ける素子です。したがってP点の対地電位は、P点から接地点(基準電位0V)に至る経路にある抵抗にその一定電流が流れて生じる電圧降下として、オームの法則V=I×Rで求まります。図の定電流源の電流値とP点から接地までの抵抗値を掛けると2Vになるので、P点の対地電位は2Vです。定電流源と直列につながる抵抗は電流値を変えないため、答えに影響しないことも押さえておきましょう。
出典:厚生労働省ホームページ(https://www.mhlw.go.jp/seisakunitsuite/bunya/kenkou_iryou/iryou/topics/tp260424-06.html)を加工して作成