发电机通过电磁感应原理将机械能转化为电能，其核心过程是导体切割磁场的磁感线，从而产生电流。以下是具体的工作步骤和关键组件：
1. 基本原理：电磁感应
- 法拉第定律：当导体（如线圈）在磁场中运动，或磁场变化穿过导体时，导体两端会产生电压（电动势），若闭合回路存在，就会形成电流。
- 能量转换：外部动力（如蒸汽、水流、风力）驱动发电机转动，将机械能转化为电能。
2. 核心组件
a. 转子（电枢）
- 作用：产生磁场。可以是永磁体或通过电流励磁的电磁铁。
- 运动方式：由外部动力（如涡轮机）驱动旋转。
b. 定子
- 作用：包含导体线圈，固定在发电机外壳内。当转子磁场旋转时，定子线圈切割磁感线，产生感应电流。
c. 其他关键部件
- 滑环与电刷（交流发电机）：将电流从旋转的转子导出到外部电路。
- 换向器（直流发电机）：将交流电转换为直流电。
3. 工作流程
- 动力输入：外部能源（如蒸汽、水轮机、内燃机）驱动转子高速旋转。
- 磁场变化：转子旋转导致其周围的磁场同步旋转。
- 切割磁感线：定子线圈因磁场变化被“切割”，产生交变电动势。
- 电流输出：闭合回路中形成电流，通过导线传输至用电器或电网。
4. 交流（AC）与直流（DC）发电机
- 交流发电机：
- 定子线圈直接输出方向周期性变化的交流电（如家用电源）。
- 常见于水电站、风力发电机。
- 直流发电机：
- 通过换向器将定子中的交流电转换为直流电输出（如汽车发电机）。
- 用于需要稳定电压的设备（如电池充电）。
5. 实际应用示例
- 火力/核电站：燃烧或核反应产生蒸汽，驱动涡轮机带动发电机。
- 水力发电：水流冲击水轮机，转化为转子机械能。
- 风力发电机：风推动叶片旋转，驱动发电机转子。
- 汽车发电机：发动机带动转子发电，为电池和电器供电。
关键点总结
- 发电机不“创造”电，而是通过能量转换产生电流。
- 核心依赖磁场与导体的相对运动。
- 输出电压和电流类型由发电机设计（如定子/转子结构、换向方式）决定。
如果需要更深入的细节（如三相交流电、励磁系统等），可以进一步探讨！