電験三種 令和6年度(2024) 下期 理論 問18(b) 過去問解説
（選択問題：問17または問18のどちらか1問を解く）
演算増幅器（オペアンプ）について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。
(b) 図1及び図2のような直流増幅回路がある。それぞれの出力電圧 $V_{\mathrm{o1}}$，$V_{\mathrm{o2}}$ の値[V]の組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
ただし，演算増幅器は理想的なものとし，$V_{\mathrm{i1}} = 0.6$ V及び $V_{\mathrm{i2}} = 0.45$ Vは直流の入力電圧である。
（図は，上が図1，下が図2です。）
- (1) $V_{\mathrm{o1}} = 6.6$，$V_{\mathrm{o2}} = -3.0$
- (2) $V_{\mathrm{o1}} = 6.6$，$V_{\mathrm{o2}} = 3.0$
- (3) $V_{\mathrm{o1}} = -6.6$，$V_{\mathrm{o2}} = 3.0$
- (4) $V_{\mathrm{o1}} = -4.5$，$V_{\mathrm{o2}} = 9.0$
- (5) $V_{\mathrm{o1}} = 4.5$，$V_{\mathrm{o2}} = -9.0$
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正解は(1)
使う公式
非反転増幅回路 $V_o = \left(1 + \dfrac{R_f}{R_1}\right)V_i$（入力が＋端子に入る。$R_f$：出力と−端子の間の抵抗、$R_1$：−端子と0 Vの間の抵抗）
反転増幅回路 $V_o = -\dfrac{R_f}{R_1}V_i$（入力が−端子に入る。$R_1$：入力と−端子の間の抵抗）
直流のコンデンサ 電流が流れないので、ないものと考える
解説
【考え方】直流なので、1 μF のコンデンサには電流が流れず、ないものと考えます。入力が＋端子と−端子のどちらに入るかで、式を選びます。
■1 図1：非反転増幅回路
入力は＋端子に入っています。−端子と 0 V の間が 10 kΩ、出力との間が 100 kΩ です。
$V_{\mathrm{o1}} = \left(1 + \dfrac{100}{10}\right) \times 0.6$
$= 11 \times 0.6 = 6.6\,\mathrm{V}$
■2 図2：反転増幅回路
入力は 30 kΩ を通って−端子に入っています。出力の向きが逆になるので、マイナスが付きます。
$V_{\mathrm{o2}} = -\dfrac{200}{30} \times 0.45 = -3.0\,\mathrm{V}$
答えは(1)ピヨ。
入力は＋端子に入っています。−端子と 0 V の間が 10 kΩ、出力との間が 100 kΩ です。
$V_{\mathrm{o1}} = \left(1 + \dfrac{100}{10}\right) \times 0.6$
$= 11 \times 0.6 = 6.6\,\mathrm{V}$
■2 図2：反転増幅回路
入力は 30 kΩ を通って−端子に入っています。出力の向きが逆になるので、マイナスが付きます。
$V_{\mathrm{o2}} = -\dfrac{200}{30} \times 0.45 = -3.0\,\mathrm{V}$
答えは(1)ピヨ。
出典：令和6年度（2024） 下期 第三種電気主任技術者試験（電気技術者試験センター）理論 問18(b)