MATLAB ile Mühendislik #42 | Simscape: Isıl Sistem Modeli, Güç Elemanı ve Isı Alıcı

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

40 W'lık eleman kanatçıklı alıcının üstünde: kaç derecede durur, ne kadar sürede varır, darbeli güçte ortalama hesap yeter mi? Bu derste ısıl RC devresini elle çözüyor, Simscape Foundation Library'nin Thermal bloklarıyla kuruyor, iki kütlede iki zaman sabitini ve darbedeki gerçek tepeyi buluyoruz. Problem: alıcı 0.4 kg, 900 J/(kg K), h 12.5 W/(m² K), A 0.08 m²; eleman 20 J/K, arayüz 0.5 K/W; 40 W, ortam 25 °C. Tek kütle: C 360 J/K, R 1 K/W, kararlı 65 °C, τ 360 s, 60 °C'ye 748.6 s; Simscape ↔ elle en büyük fark 1.5e−4 K. Sessiz hatalar (mesaj yok): ters bağlı kaynak soğutur; AffineConversion kapalı 337.88; ortam K −247.87. İki kütle: τ 380.54 ve 9.46 s, kararlı 85 ve 65 °C; enerji 56538 + 15462 = 72000 J. Kısayol: τ₁ ≈ R(Ce + C), τ₂ ≈ Ce Rcs; Ce ≤ C/10 için büyük sabit en çok %2, küçük sabit yaklaşık %12 sapar (taranmış, Ce = C/2'de %59, geçmez). Darbe 160 W, 60 s, %25: ortalama 85, elle tepe 127.30, kesin 126.60, Simscape 126.58. Periyot 0.6 s 85.45, 6 s 89.70, 60 s 126.60, 600 s 165.69, 6000 s 261.73, sınır 265. Elle tepe kısayolu periyot büyük sabitin 1/6'sından kısaysa artışın en çok %1'i kadar şaşar. Kanatçık: 0.0072 + 0.0728 = 0.08 m², verim 0.9862; tablo h'yi sabit tutar. Elektrik karşılığı aynı eğri (fark 4.4e−4). Mesajlı hatalar: mutlak sıfır (492.47 s, elle aynı), h = 0, Thermal Reference kapalı. kur_isil_tek.m, kur_isil_iki.m, kur_rc_esdeger.m: ağları kuran betikler, videoda gösteriliyor. Bu derste: 1. Isı devresi RC devresi: sıcaklık gerilim, ısı akısı akım 2. Elle: ısıl kapasite, ısıl direnç, kararlı sıcaklık, zaman sabiti 3. Simscape Thermal ağı ve sim ile sağlama 4. Ters kutup ve iki sessiz birim hatası 5. Kanatçık alanı, verim ve kanat sayısı 6. İki kütlede iki zaman sabiti, taranmış kısayol 7. Enerji dengesi 8. Darbeli güçte ortalama ve gerçek tepe 9. Periyot taraması ve kısayolun sınırı 10. 3B sıcaklık yüzeyi: zaman ve görev oranı 11. Aynı ağın elektrik karşılığı 12. Mesaj veren üç hata Bölümler: 0:00 Problem: 40 W'lık eleman, gerekli eklenti 0:37 Kapsam 0:59 Mantık: ısı devresi RC devresidir 1:31 Sınav sorusu 1:57 (a) Kapasite, direnç, kararlı sıcaklık 2:28 (a–b) Zaman sabiti ve 60 °C'ye süre 3:06 Simscape ağı ve ters kutup 3:37 sim ve sağlama 4:09 İki sessiz birim hatası 4:43 Kanatçık: direnç nereden geliyor 5:38 İkinci soru: eleman da girsin 6:03 (a) İki zaman sabiti ve kısayol 7:01 (b) Kararlı sıcaklıklar ve enerji 7:38 (c) Darbede tepe elle 8:30 Kesin çözüm ve Simscape 8:53 Periyot taraması 9:31 3B sıcaklık yüzeyi 9:56 Elektrik karşılığı 10:20 Mesaj veren hatalar 10:55 Ne yaptık? 11:20 Kural Gerekli MATLAB eklentileri: Simscape 26.2 (Foundation Library), Simulink 26.2 (MATLAB R2026b): Thermal Mass, Thermal Resistance, Convective Heat Transfer, Controlled Heat Flow Rate Source, Temperature Source, Temperature Sensor, Heat Flow Rate Sensor, Thermal Reference, fl_lib/Electrical blokları, Solver Configuration, Simulink-PS Converter, PS-Simulink Converter. Ek Simscape alt paketi gerekmez. Temel MATLAB/Simulink: sim, set_param, eig, expm, interp1, unique. Kaynak kitap: Isıl direnç ve kapasite: Ogata, System Dynamics (4. baskı), §7-6; benzeşik sistemler §6-4 (yerel PDF ile doğrulandı). Kanatçık ve toplu sistem: Çengel, Heat Transfer: A Practical Approach (2. baskı), Bölüm 3–4 (bölüm başlıkları çözüm kitabından doğrulandı). MathWorks R2026b Simscape belgeleri temel alındı. Senaryo, sayılar, animasyonlar ve örnekler özgündür. Her sonuç MATLAB'dan bağımsız bir Python denetimiyle doğrulandı (kendi RK4 ve matris üstel çözümü). Anlatım yapay zekâ sesiyle (Gemini) seslendirildi; ders kurgusu, örnekler ve MATLAB çalıştırmaları özgündür. Hedef kitle: makine, elektrik-elektronik ve mekatronik öğrencileri; güç elektroniği soğutması ile ilgilenenler. Ön koşul: birinci mertebe sistem, RC devresi, temel ısı transferi; Simulink'te model açabilmek.

Bu videoyu izlemek için Premium üyelik gerekir.