令和7年度 秋期 午前 問20
ハードウェア
LEDの消費電力の割合
図の LED 点灯回路において，LED に 10 ミリ A の電流が流れるように抵抗値を決定したときに，回路全体の消費電力に占める LED の消費電力の割合は何％か。ここで，LED の順方向電圧は 2V とし，電源の消費電力は無視するものとする。
〔図：LED 点灯回路〕
┌─── LED ───┐ 電源 10V 抵抗 └────────────┘ （電源 10V・LED・抵抗が 1 本の輪 ＝ 直列接続）
- ア20
- イ25
- ウ80
- エ100
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✓ これが正解ア20
解説
直列だから電力の比は電圧の比そのものです。
この設問は、電源が 10 ボルト、順方向電圧が 2 ボルトの LED、そして抵抗が直列につながれた回路で、電流を 10 ミリアンペア流したときに、回路全体の消費電力に占める LED の消費電力の割合を尋ねています。ですから見分けの軸は、直列回路では電流が共通で電圧が分かれるという性質から、電力の比が電圧の比そのものになる、という考え方を使えているかという一点だけです。まず抵抗にかかる電圧は電源電圧から LED の順方向電圧を引いた 8 ボルトになります。電流は共通なので、LED の消費電力は 2 ボルトかける 0.01 アンペアで 0.02 ワット、抵抗は 8 ボルトかける 0.01 アンペアで 0.08 ワット、全体は 10 ボルトかける 0.01 アンペアで 0.1 ワットです。LED の消費電力の割合は 0.02 を 0.1 で割った値、つまり 20 パーセントになります。したがって答えは 20 です。
ほかの選択肢はなぜ違うのか
- イ25：25 という値は、LED の電力を回路全体ではなく抵抗の側の電力で割ったときに出てくる形の答えです。割る相手を全体に取らず、LED 以外の部分だけと比べてしまうと、この値になります。
- ウ80：80 という値は、LED ではなく抵抗の側の消費電力の割合に当たります。設問は LED の消費電力の割合を尋ねているので、答える相手を取り違えて、大きい側の値をそのまま置いた形の答えになっています。
- エ100：100 という値は、電源の消費電力は無視するという条件を、電源以外に損失は無いと読み違えて、LED が電源電力の全部を消費すると考えた形の答えです。無視するのは電源自身の内部損失だけを指しています。
出典：令和7年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問20
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