LED点灯回路における消費電力の割合を求める問題ですね。まず、LEDの消費電力は、LEDの順方向電圧と流れる電流の積で計算できます。LEDの順方向電圧は2V、流れる電流は10mA(0.01A)なので、LEDの消費電力は 2V × 0.01A = 0.02W です。
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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。
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
LED点灯回路における消費電力の割合を求める問題ですね。まず、LEDの消費電力は、LEDの順方向電圧と流れる電流の積で計算できます。LEDの順方向電圧は2V、流れる電流は10mA(0.01A)なので、LEDの消費電力は 2V × 0.01A = 0.02W です。
次に、回路全体の消費電力に占めるLEDの消費電力の割合を求めます。問題文には「電源の消費電力は無視するものとする」とありますが、これは回路全体の消費電力をLEDの消費電力のみで比較するという意味合いです。この場合、LEDの消費電力0.02Wが回路全体の消費電力とみなせます。したがって、LEDの消費電力は回路全体の消費電力の100%を占めることになります。しかし、選択肢に100%は存在しません。これは、問題文の「回路全体の消費電力に占めるLEDの消費電力の割合」という表現が、LED以外の抵抗などによる消費電力も考慮した上での割合を問うていると解釈するのが自然です。
ここで、選択肢アの20%が正解であることから、LEDの消費電力が回路全体の消費電力の20%を占めるような回路設計がされていると推測できます。LEDの消費電力が0.02Wで、これが回路全体の20%にあたるということは、回路全体の消費電力は 0.02W / 0.20 = 0.1W となります。この差分(0.1W - 0.02W = 0.08W)は、LEDに電流を制限するための抵抗で消費されていると考えられます。
各選択肢を検討しましょう。
ア: 20%が正解です。LEDの消費電力が回路全体の消費電力の20%を占めるということは、残りの80%が抵抗など他の部品で消費されていることを意味します。
イ: 25%だとすると、回路全体の消費電力は 0.02W / 0.25 = 0.08W となり、LED以外の消費電力が0.06Wとなります。
ウ: 80%となると、LEDの消費電力が大部分を占めることになりますが、抵抗による電力消費がLEDに比べて小さい場合、LEDの順方向電圧よりかなり高い電源電圧が設定されていると想定されます。
エ: 100%は、LED以外で電力を消費する部品がない、あるいはその消費電力が無視できるほど小さい場合ですが、LED点灯回路では通常、電流制限抵抗が存在するため、LEDのみで100%を占めることは考えにくいです。
解説は Google Gemini に IPA 公式の問題文・公式解答を入力して生成しています。 事実誤認・選択肢の取り違え・最新法令の反映漏れ等を含む可能性があるため、 重要な判断は必ず IPA 公式資料でご確認ください。
最終更新:
検証プロセス・誤り報告フローは 運営透明性レポートで公開しています。
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