전극의 크기가 작아질 때 그 아래에서 나타나는 변화로 옳은 것은?

전류밀도는 단위면적당 전류량이므로 같은 전류를 흘려도 전극이 작을수록 그 아래의 전류밀도가 높아져 자극감이 강해지고 화상 위험도 커진다. 따라서 자극을 집중시키려는 쪽을 작은 전극으로, 분산시키려는 쪽을 큰 전극으로 둔다.

전극 크기와 전류밀도: 작은 전극 아래에 전류가 모이는 이유

전기치료의 효과와 안전은 전류 총량이 아니라 단위 면적에 얼마나 전류가 몰리는지, 즉 전류밀도에 달려 있습니다. 이 문제는 전극 면적이 줄어들 때 전류밀도가 어떻게 변하는지 묻고, 단극법과 같은 전극 배치 원리의 바탕이 되는 개념을 확인합니다.

보기 4번이 정답입니다. 전류밀도(current density)는 전류량을 전극 면적으로 나눈 값이므로 같은 전류를 흘려도 면적이 작아지면 밀도가 높아집니다. 예를 들어 두 전극을 직렬로 연결한 회로에서는 두 전극을 지나는 총 전류가 같아야 하므로, 크기가 작은 전극 아래에 같은 전류가 더 좁은 면적으로 몰립니다. 전류밀도가 높을수록 신경과 근육이 쉽게 역치를 넘어 자극감이 강해지고, 피부 열 발생도 커서 화상 위험이 높아집니다.

보기별 해설

1번: 전기저항이 사라진다 — 전극이 작아지면 오히려 접촉 면적이 줄어 저항이 커지는 경향이 있습니다. 어떤 경우에도 저항이 사라지지 않으며, 생체 조직은 항상 임피던스를 가집니다.

2번: 자극이 깊이 침투한다 — 자극의 깊이는 전극 간격, 주파수, 조직 저항 등으로 결정되며 전극 면적이 작다고 깊어지지 않습니다. 작은 전극은 오히려 표층에서 전류가 집중되어 얕은 부위를 강하게 자극하는 경향이 있습니다.

3번: 극성이 반대로 바뀐다 — 극성은 장비의 출력 설정으로 정해지는 것이지 전극 크기와 무관합니다. 전극이 작아졌다고 양극이 음극으로 바뀌지 않습니다.

5번: 전류밀도가 낮아진다 — 정반대의 설명입니다. 전류밀도가 낮아지는 것은 전극이 커질 때입니다. 큰 분산전극을 쓰는 이유가 바로 전류밀도를 낮춰 자극감을 줄이기 위해서입니다.

임상 적용 관점

단극법에서 치료 부위에 놓는 작은 활성전극과 먼 곳의 큰 분산전극은 이 원리를 이용합니다. 같은 전류가 지나더라도 작은 전극 아래는 전류밀도가 높아 근수축이나 감각이 선택적으로 일어나고, 큰 전극 아래는 낮아 거의 느낌이 없습니다. 반대로 전극 일부가 피부에서 떨어지거나 스펀지가 마르면 실제 접촉 면적이 줄어 부분적으로 전류밀도가 급상승하므로 화상 사고가 나기 쉽습니다.

치료 전에는 전극 접촉 상태, 스펀지의 습기, 전극 크기의 차이를 점검하고, 작은 전극을 쓸 때는 환자에게 불쾌감을 바로 말하도록 안내해야 합니다. '면적이 작을수록 밀도가 높다'는 반비례 관계만 외워 두면 보기를 쉽게 거를 수 있습니다.

실제로 전극을 고를 때는 치료하려는 근육의 크기에 맞춰 전극 면적을 정하는 것이 좋습니다. 큰 근육에 아주 작은 전극을 쓰면 일부만 강하게 자극되고, 작은 근육에 큰 전극을 쓰면 인접 근육까지 같이 수축될 수 있습니다.

요약하면 전극이 작아지면 같은 전류가 좁은 면적에 모여 전류밀도가 높아지므로 자극이 강해지고 화상 위험도 커지며, 정답은 4번입니다.