① まず道具箱——基本の3法則
| 法則 | 式 | 使いどころ |
|---|---|---|
| オームの法則 | V=IR | すべての出発点 |
| 合成抵抗 | 直列=和/並列=積÷和 | 図を内側から1つずつまとめる |
| 分流則 | 各枝の電流は抵抗の逆比 | 電流の枝分かれ |
② 電源が並んだら「ミルマン」
並列に電源が並ぶ回路のab間電圧はミルマンの定理:V=Σ(E/R)÷Σ(1/R)。抵抗が全部同じなら、答えはただの「電源電圧の平均」になります。第30回は(1+2+3+6)÷4=3V。この省略形を知っているだけで数十秒で終わります。節点方程式(キルヒホッフの電流則)で解いても同じです(第31回・答え5V)。
③ 電池のV-I特性は「切片と傾き」
V-Iグラフから電池の中身を読む型:縦軸切片(I=0のときのV)=起電力E、直線の傾き=内部抵抗r。第30回:切片3.0V、1.0Aで2.4Vだから r=(3.0−2.4)÷1.0=0.6Ω。V=2.7VならI=(3.0−2.7)÷0.6=0.5A、負荷抵抗R=2.7÷0.5=5.4Ω。
式で書けばV=E−rI。グラフが「右下がりの直線」なのはrで電圧が食われるからです。
④ 電熱の計算は「Q=mcΔT → t=Q÷P」
第31回:500Wで水100gを20→60°Cへ。Q=0.1kg × 4200 × 40 = 16800J、t=16800 ÷ 500 ≒ 34秒。
★ワナはひとつ:質量をg→kgに直す(100g=0.1kg)。忘れると桁ごとズレた選択肢がちゃんと待っています。
⑤ 測定器の内部抵抗は「理想に近いか」だけ見る
| 測定器 | 理想 | 現実の値の見方 |
|---|---|---|
| 電圧計 | 内部抵抗∞(並列に入れる) | 10MΩなら十分大きい→ほぼ電流を吸わない |
| 電流計 | 内部抵抗0(直列に入れる) | 10Ω程度なら→直列に足すだけ |
⑥ スイッチ問題は「前と後で2回計算」
「スイッチを閉じたら電流が2倍になった」型(第31回・答え1Ω)は、閉じる前の合成抵抗と閉じた後の合成抵抗をそれぞれ計算し、条件(2倍)で方程式を立てるだけ。1回の計算で済まそうとせず、素直に2回計算するのが最短です。→ 過去問で確認する
直流回路の過去問と解説はこちら医用電気電子工学
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