1、什么是电机

电机泛指能使机械能转化为电能、电能转化为机械能的一切机器，特指发电机和电动机。

2、电磁感应

将一根铁棍（导体）两端分别连接在导线上，使其成为一个闭合电路。再将这个导体置于磁场中，并在两级之间摆动，那么电流表的指针就会摆动，说明此时闭合电路中有电流。这是因为导体在磁场中切割了磁力线，如果导体的运动平行于磁力线方向，就不会有电流产生。

这种导体在磁场切割磁力线产生电流的现象，叫做电磁感应。流过导体的电流叫做感应电流，产生电流的电动势叫做感应电动势，如下图所示。

如下图所示，如果用右手来表示磁场、电流和力的方向三者之间的关系，则食指指向为磁场B方向，中指指向为电流I方向，大拇指指向为力F的方向。此即为弗莱明右手定则。

3、磁效应

如果导线中有电流，则在导线周围会产生磁场，并且磁场的方向与电流的方向有关。这种现象称为电流的磁效应，如下图所示。

直导线上流过电流产生的磁力线是以导线上的各点为圆心的同心圆，且在跟导线垂直的平面上，如下图所示。

环形导线上流过电流产生的磁力线是一些绕环形导线的闭合曲线，在通电线圈的中心轴上，磁感线与通电线圈所在平面垂直，如下图所示。

如果使右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线磁场的N极，此为安培定则（二），如下图所示。

4、交流发电机的工作原理

如果将导体置于磁场中使其运动，与导体连接的导线中便会产生电流。如果将导体制成线圈，那么产生的电流将会大幅增加。

此时使线圈不断在磁场中旋转，同时线圈两端的集电环各与一个电刷接触，而电刷则与导线连接，于是在导线上便产生了方向不断交替改变的电流，如下图所示。

另外，线圈在磁场中旋转产生的感应电流大小与线圈切割磁力线的方向有关，也就是说感应电流的大小与线圈在磁场中的旋转位置有关。因此，导线上的电流除了方向在改变，其大小也在改变，如下图所示。

5、电机的工作原理

下图所示为最简单的直流电机模型，它的定子是两个静止的磁极N和S，转子则是线圈ab和cd，线圈的两端分别连接到两个相互绝缘的圆弧形的换向器上。换向器与一对静止的电刷B1和B2接触，电刷B1接电源正极，电刷B2接电源负极。转子旋转时，转子线圈通过转向器和电刷与外电路接通。

电流并非直接接入线圈，而是通过电刷B1、B2和转向器接入线圈。因为电刷B1和B2静止不动，所以电流总是从正极性电刷B1流入，经过旋转的转向器片流入线圈ab，再经过线圈cd，从负极性电刷B2流出。因此，线圈ab和cd旋转而交替地处于N，S极时，线圈中的电流将随其所处磁极极性的改变而同时改变其方向，从而使电磁转矩始终保持不变，使电枢（线圈）向同一个方向旋转，这就是电机的工作原理，如下图所示。

电机的工作原理