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問20 LED の消費電力の割合

応用情報​技術者試験 令和7年度 秋期 午前、全80問のうちの問20。

出典：令和7年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問20（回路図は、つながり方を言葉に書き起こした）

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
  1. 10V の電源
  2. LED
  3. 抵抗
  4. 電源、LED、抵抗の三つが、1 本の輪に直列につながっている
  1. ア2⁠0
  2. イ2⁠5
  3. ウ8⁠0
  4. エ1⁠0⁠0
答えと解説を開く

正解はアです。

電源、LED、抵抗は 1 本の輪につながっている (直列) ので、どこにも同じ 1⁠0 ミリ A の電流が流れます。電力は 電圧 × 電流 で求めます。LED にかかる電圧は 2V なので、LED の消費電力は 2V × 1⁠0 ミリ A ＝ 2⁠0 ミリ W です。回路全体では電源の 1⁠0V がかかるので、1⁠0V × 1⁠0 ミリ A ＝ 1⁠0⁠0 ミリ W です。割合は 2⁠0 ÷ 1⁠0⁠0 ＝ 2⁠0% で、アが正解です。残りの 8V 分の 8⁠0 ミリ W は抵抗が熱として使います。

ほかの選択肢が違う理由

  • イLED の電力 2⁠0 ミリ W を、抵抗の電力 8⁠0 ミリ W で割った値です。問われているのは回路全体に対する割合です。
  • ウ8⁠0% は抵抗が使う電力の割合です。LED の割合ではありません。
  • エLED の電力が回路の全部だと考えた値です。抵抗でも電力が使われます。

仕組み

LED は、電流を流すと、明るさにかかわらずほぼ決まった電圧 (順方向電圧) がかかる部品です。電源の電圧との差は抵抗が受け持ち、電流の大きさを決めます。

この回路では抵抗にかかる電圧は 1⁠0 − 2 ＝ 8V なので、1⁠0 ミリ A にするには 8V ÷ 0.0⁠1A ＝ 8⁠0⁠0Ω の抵抗を選びます。