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9 | 전기치료의 효과 및 전기의 기본 법칙 |
학습포인트 | |
의료용 전기물리의 기본개념과 전기와 물질의 개념, 전기용어와 단위, 전기치료기의 기본구조와 전선, 전극의 특성을 이해하여야 한다. 의용전류가 인체에 미치는 효과를 이해하고 있어야 하며, 신경근의 전기적 특성, 전류의 세 가지 효과, 전기치료의 기본 법칙, 전류밀도와 피부저항 감소방법 등에 대한 이해와 학습이 필요하다. |
중요포인트 | 출제연도 |
전기와 물질의 개념 | 20 23 24 |
전기용어와 단위 | 20 |
전류의 분류 | 20 21 23 26 |
전기치료기의 구조와 전선, 전극 | 22 |
신경근의 전기적 특성 | 20 22 25 |
전류의 효과 | 21 23 |
전기치료의 기본 법칙 | 20 21 |
전류밀도 | 20 |
1. 전기 치료의 효과 23
열 효과 | • 전류가 흐름에 따라 전기에너지가 열에너지로 전환 • 열량의 크기: Joule’s 법칙에 의존 – 줄의 법칙: 전류의 제곱에 비례하고, 저항에 비례하며, 통전시간에 비례 | |
화학적 효과 | • 연속 직류에서 발생 – 1차 반응: 이온들의 분리와 재분포 – 2차 반응: 분리된 이온들이 새로운 화학 물질을 생성 | |
1차 반응 | • 이온의 분리와 재분포 현상 • NaCl = Na+ + Cl-(분리) • H2O = H+ + OH-(분해) | |
2차 반응 | • 새로운 화학 물질의 생성 • 음극: Na + OH = H↑+ NaOH(수소 발생) • 양극: Cl + H = OH↑+ HCl(산소 발생) | |
전자기 효과 (역학적 효과) | • 신경이나 근육의 전기적 자극을 통한 근육의 수축 유도 • 도체나 코일에 전류가 흐르면 전류의 수직 방향으로 자기장 형성 • 전자기 유도에 의해 유도전류 발생 | |
2. 전기의 기본 법칙
1) 옴(ohm)의 법칙 20
저항의 단위로 도선의 양 끝에 1 V의 전압을 걸어줄 때 1 A의 전류가 흐르는 도선의 전기 저항이 1 Ω(옴)이 됨
I = V/R | • 도선에 흐르는 전류의 세기(I)는 전압(V)에 비례하고, 저항(R)에 반비례 – 전류와 전압은 비례 – 전류와 저항은 반비례 – 전압과 저항은 비례 |
저항률 | • 도체의 저항은 도선의 단면적에 반비례하고, 도선의 길이에 비례 |
도전율 | • 전류가 잘 흐르는 정도를 나타내는 척도, 저항률의 역수로 나타냄 |
(1) 저항
• 체내에서 전류의 흐름을 방해하는 성질
• 도체 내의 전류는 자유 전자의 흐름. 이러한 전자들은 진동으로 인하여 금속 원자들과 충돌을 일으키는 등 흐름의 방해를 받음
물체의 저항 | • 도체에 흐르는 전류의 흐름을 방해하는 정도 • 도체의 길이(L)에 비례, 단면적(S)에 반비례 |
온도에 따른 저항 | • 반도체는 온도 상승에 저항이 감소: 전류의 흐름이 빨라짐 • 금속은 온도가 상승하면 원자들의 운동이 활발해져서 전자의 이동을 방해하여 저항은 증가 |
2) 피부 저항 25
전류의 종류, 주파수, 강도, 병변 유무에 따라 다름
피부 저항 증가 요인 | • 직류전류(화학작용) • 낮은 주파수 • 높은 전압 • 느린 강도 증가시간 • 병변(말초 및 중추신경 병변, 말초순환장애, 건선 등 피부질환, 정서장애 등) |
피부 저항을 감소시키는 방법 | • 피부 청결: 피부 탈락 세포, 기름 등이 묻어있지 않도록 깨끗이 씻음 • 온습포 또는 적외선 등으로 5~10분간 열을 가함 • 전극을 습하게 하거나 전극풀 등을 사용 – 탄소 실리콘 전극은 전극풀을 사용 – 습식 패드 전극은 전도액을 사용 • 전극의 크기를 크게 하거나 전극과 전극의 거리를 좁힘 |
3) 패러데이 법칙(Faraday’s law) 21
• 전자기 유도 현상에 의해 유도전류 발생하는 원리에 대해 기술한 법칙
• 회로 외부에 형성된 자기장의 변화가 발생할 때, 이로 인해 기전력이 생기는 현상에서 이 기전력은 자기력의 시간적 변화와 코일 회로의 감은 횟수에 비례
제1법칙 | • 고정된 도체에 자석의 움직임에 의해 전류가 발생 |
제2법칙 | • 고정된 자석에 도체의 움직임에 의해 전류가 발생 |
전자기 유도 | • 자기장에 의해 전기장을 만들어 내는 현상 • 코일 속을 지나는 자속이 변화함에 따라 코일에 기전력이 유도되는 현상 |
유도 기전력 | • 코일에 유도되는 기전력 |
유도 전류 | • 유도 기전력에 의한 전류 |
4) 줄(Joule’s)의 법칙
• 도선에 전류가 흐르면 열이 발생
• 줄의 공식에 의해 도체 내에서 발생하는 열량
Q = 0.24 I2 Rt(cal) |
• 단위 시간당 발열량(Q)은 전류 세기(I)의 제곱과 전기 저항(R) 및 통전 시간(t)에 비례 • 전류 세기(전류 강도) 제곱에 비례 • 저항에 비례 • 통전시간에 비례 |
5) 키르히호프(Kirchhoff’s)의 법칙
전하량 보존의 법칙
제1법칙 | • 전류의 법칙 • 전하량 보존의 법칙 • 전기회로의 임의의 절점에 대해서 절점으로 흘러들어오는 전류의 총합과 흘러나가는 전류의 총합은 같음 |
제2법칙 | • 전압의 법칙 • 전기에너지 보존의 법칙 • 전기회로의 임의의 닫힌회로에서 전압의 방향을 한 방향으로 했을 때 각 구간의 전압 상승의 총합과 전압 강하의 총합은 같음 |
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