応用情報技術者試験 令和7年度 春期 午前 問21
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。
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【正解】ウ
平均電流は、1周期に流れる電気量を周期の長さで割って求めます。待機時間をT秒とし、単位をμAと秒にそろえると、動作時の電流は10mA＝10,000μA、動作時間は10ミリ秒＝0.01秒です。したがって、平均電流は、（10,000×0.01＋0.1×T）÷（0.01＋T）となります。これを1μA以下にするには、（100＋0.1T）÷（0.01＋T）≦1、よって100＋0.1T≦0.01＋T、99.99≦0.9Tとなり、T≧111.1秒です。したがって、最も短い待機時間はウの111.1秒です。
アの1.1秒は誤りです。平均電流は（100＋0.11）÷1.11≒90.19μAであり、1μAを超えます。イの11.1秒も誤りです。平均電流は（100＋1.11）÷11.11≒9.10μAです。エの1111.1秒では平均電流が約0.19μAとなり条件を満たしますが、条件を満たす最短時間ではありません。
【ポイント】 間欠動作の平均電流は、「電流×時間」の合計を全時間で割って求めます。計算前にmAとμA、ミリ秒と秒の単位をそろえることが重要です。条件が「以下」の場合は、境界値を含む最短の選択肢を選びます。
出典：令和7年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問21
※ 解説は SkillStack 編集部が作成したものです。Web 表示のため、図表の配置や表記を一部改めています。
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