この問題は、IoTセンサーノードの間欠動作における平均消費電流を抑えるための待機時間を求めるものです。平均電流は、動作中の電流とその時間、待機中の電流とその時間の合計を、動作時間と待機時間の合計で割ることで計算できます。
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IoT システムにおいて、センサーの値をゲートウェイに送信するセンサーノードの消費電流を抑えるため、図のような間欠動作を考える。センサーノードの動作時間 は10ミリ秒で、その間は平均して 10mA の電流が流れる。待機中は常に0.1µA の電流が流れる。間欠動作の平均電流を 1µA 以下にするための待機時間として、最も短いものはどれか。ここで、平均電流の値を求める時間は十分に長いものとする。
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
この問題は、IoTセンサーノードの間欠動作における平均消費電流を抑えるための待機時間を求めるものです。平均電流は、動作中の電流とその時間、待機中の電流とその時間の合計を、動作時間と待機時間の合計で割ることで計算できます。
まず、正解である「ウ：111.1秒」の根拠を説明します。
センサーノードの動作時間は10ミリ秒（0.01秒）で、この間の消費電流は10mA（0.01A）です。待機中の消費電流は0.1μA（0.0000001A）です。平均電流を1μA（0.000001A）以下にするための待機時間（T_wait）を求めます。
動作中の消費電力量は 0.01A * 0.01s = 0.0001 A・s です。
待機中の消費電力量は 0.0000001A * T_wait です。
動作時間と待機時間の合計は 0.01s + T_wait です。
平均電流の式は (0.0001 A・s + 0.0000001A * T_wait) / (0.01s + T_wait) <= 0.000001A となります。
この不等式を T_wait について解くと、T_wait >= 111.1秒となります。したがって、最も短い待機時間は111.1秒です。
選択肢アの1.1秒は、待機時間が短すぎるため、動作中の大電流の影響が大きく、平均電流が1μAを超えるため不適切です。選択肢イの11.1秒も同様に待機時間が短く、平均電流が目標値に達しません。選択肢エの1111.1秒は、計算上条件を満たしますが、問題は「最も短いもの」を求めており、111.1秒で条件を満たすため、それよりも長い待機時間は必要ありません。
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:
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