問題
【問題 17】 図の LED に流れる電流［mA］はいくらか。 ただし、増幅器は理想演算増幅器とする。
1） 0
2） 5
3） 50
4） 500
5） 5000
正答
3） 50
まず結論
正答は 3） 50 です。
この問題の要点
- LED回路の電流を計算する
- 正答につながるキーワードを本文中から拾う
- 似た用語・装置・数値を混同しない
- 次に同じ形式で出たときの判断手順を作る
解説
理想演算増幅器に負帰還がかかっているため、仮想短絡により反転入力端子の電位も非反転入力端子と同じ 5 V になります。したがって、100 Ωの抵抗を流れる電流は 5 V / 100 Ω = 0.05 A = 50 mA です。
理想演算増幅器の入力電流は0なので、この電流がそのまま帰還経路のLEDに流れます。この回路ではLEDの順方向電圧を差し引いて電流を求めるのではなく、演算増幅器が出力電圧を調整して負帰還を成立させます。
電気電子・工学系の問題では、公式を丸暗記するだけでなく、単位、比例関係、桁の感覚を先に確認すると計算ミスを減らせます。
選択肢を見分けるポイント
- 負帰還中の理想演算増幅器では
V− = V+ = 5 Vとなる - 100 Ωの抵抗にかかる5 Vから電流を求める
- 入力電流は0なので、抵抗電流とLED電流は等しい
まとめ
仮想短絡で反転入力端子は5 Vとなり、5 V / 100 Ω = 50 mA です。理想演算増幅器へは電流が流れ込まないため、正答は 50 mA です。
次に復習したいテーマ
- オームの法則
- LEDの順方向電圧
- 電流の単位換算
出典
出典：第46回 第2種ME技術実力検定試験 午前問題 公式公開PDFより