Перейти к основному содержимому

Источник тока

Назначение​

Условие Источник тока предназначено для возбуждения электромагнитного поля путем задания известного электрического тока вдоль выбранного ребра или геометрической линии модели.

В САПР «ГАММА» источник тока реализован как идеализированное возбуждение, характеризующееся:

  • положением;
  • направлением;
  • амплитудой тока.

Источник тока применяется в тех случаях, когда величина возбуждающего тока известна заранее, а распределение электромагнитного поля и возникающее напряжение должны быть определены в результате расчета.

Типичные области применения:

  • возбуждение проволочных антенн;
  • моделирование токового питания;
  • исследование распределения токов;
  • анализ магнитного поля;
  • возбуждение резонаторных структур;
  • тестирование электродинамических моделей.

Физический смысл​

Источник тока задает принудительное протекание электрического тока вдоль выбранного ребра или геометрической линии.

В реальном устройстве такой ток может создаваться:

  • генератором;
  • источником питания;
  • внешней электрической цепью;
  • токовым драйвером.

При использовании условия Источник тока внешняя электрическая цепь не моделируется. Вместо этого решателю непосредственно задается известное значение тока.

В результате расчета САПР «ГАММА» определяет:

  • распределение электрического поля;
  • распределение магнитного поля;
  • возникающее напряжение;
  • распределение поверхностных токов;
  • электромагнитный отклик конструкции.

Следует учитывать, что источник тока представляет собой идеализированную математическую модель и поддерживает заданное значение тока независимо от напряжения, необходимого для его формирования.

Когда использовать​

Рекомендуется использовать источник тока, если необходимо:

  • задать известный ток возбуждения;
  • исследовать влияние тока на электромагнитное поле;
  • определить напряжение при известном токе;
  • смоделировать токовое питание проводящей структуры;
  • выполнить тестовое или сравнительное моделирование.

Типичные примеры:

  • питание дипольной антенны;
  • возбуждение токовой перемычки;
  • возбуждение резонатора;
  • моделирование токов в тонких проводниках.

Когда не использовать​

Не рекомендуется использовать источник тока, если:

  • требуется моделирование реального питающего тракта;
  • необходимо рассчитывать S-параметры;
  • возбуждение осуществляется через коаксиальную или волноводную линию;
  • известно напряжение, а не ток;
  • необходимо моделировать распределенный объемный источник.

Отличие от других условий возбуждения​

УсловиеЧто задаетсяТипичное применение
Источник токаЭлектрический токТоковое возбуждение проводящей структуры
Источник напряженияНапряжениеВозбуждение по известному напряжению
Сосредоточенный портНапряжение или мощностьПодключение линии передачи
Волновой портЭлектромагнитная модаВозбуждение линий передачи и волноводов
Точечный источникЭлектрический или магнитный дипольЛокальное излучение

Назначение условия в САПР «ГАММА»​

Требования к геометрии​

Источник тока в САПР «ГАММА» может быть назначен:

  • на ребро существующей геометрии;

  • на предварительно созданную геометрическую линию.

Выбор способа зависит от особенностей моделируемой конструкции. Использование ребра удобно, если путь протекания тока уже определяется геометрией модели. Использование отдельной геометрической линии рекомендуется в случаях, когда необходимо задать источник независимо от геометрии объекта или обеспечить более наглядное управление его положением и направлением.

Создание условия​

Для назначения источника тока необходимо:

  1. Открыть вкладку Решение.

  2. Выбрать команду Источник тока.

  3. В окне Назначить источник тока нажать кнопку Выбрать.

  4. В 3D-области выделить ребро модели или ранее созданную геометрическую линию. В примере показано назначение на созданную линию.

  5. Убедиться, что информация о выбранном объекте отображается в окне Назначить источник тока в поле Позиция.

  6. Если требуется, настроить направление источника с помощью кнопки Направление вращения.

  7. Задать значение тока или оставить значение по умолчанию.

  8. Нажать Применить, затем ОК.

После создания источник появится в дереве проекта в разделе Условия в папке Точечные и линейные источники.

Параметры​

Позиция​

Поле Позиция отображает выбранный геометрический объект, на который назначается источник тока.

В качестве объекта может использоваться:

  • ребро модели;
  • геометрическая линия.

Направление​

Определяет положительное направление протекания электрического тока вдоль выбранного ребра или линии.

В САПР «ГАММА» доступны два варианта:

  • Первое направление;
  • Второе направление.

Изменение направления влияет на:

  • знак тока;
  • направление магнитного поля;
  • знак напряжения;
  • интерпретацию результатов постобработки.

Рекомендуется выбирать направление, совпадающее с предполагаемым направлением тока в реальной конструкции.

Ток, А​

Определяет амплитуду задаваемого электрического тока.

Единица измерения:

А

Значение по умолчанию:

1 А

В линейной постановке задачи увеличение значения тока приводит к пропорциональному увеличению амплитуды создаваемого электромагнитного поля.

Проверка корректности назначения​

После создания условия рекомендуется убедиться, что:

  • выбран правильный геометрический объект;
  • направление источника выбрано корректно;
  • значение тока задано в амперах;
  • источник расположен в требуемой области модели;
  • отсутствуют конфликтующие условия возбуждения.

После расчета рекомендуется проверить распределение токов и магнитного поля, а также убедиться, что направление тока соответствует постановке задачи.

Типичные ошибки​

ОшибкаПоследствие
Выбрано неподходящее ребро или линияНекорректное возбуждение модели
Неверно задано направлениеИнверсия направления тока и магнитного поля
Ошибка в величине токаНекорректный уровень возбуждения
Источник назначен на объект, не соответствующий пути протекания токаНедостоверные результаты
Использование источника тока вместо порта при расчете S-параметровНекорректная постановка задачи