发电机的工作原理主要基于电磁感应定律和电磁力定律。其核心是通过导体在磁场中切割磁感线来产生感应电动势，进而通过外接回路输出电能。以下是发电机工作原理的详细解析：
磁场产生
发电机中需要创建一个磁场，这个磁场通常是通过使用永磁体或者电磁线圈来实现的。
永磁体发电机使用永久磁铁来产生恒定的磁场，而电磁发电机则通过通电的电磁线圈来产生磁场。
导体线圈运动
发电机中的导体线圈（即转子）被放置在磁场中，并在外力的作用下旋转。
这个旋转过程使得导体线圈不断切割磁力线。
电磁感应
当磁场相对导体线圈或其中的绕组旋转时，磁通量会通过线圈发生变化。
根据法拉第电磁感应定律，当磁通量的变化率发生变化时，即导体线圈中的磁通量发生变化时，会在线圈中产生电动势。
感应电动势的大小等于磁通量对时间的变化率的负值，可以用数学公式表示为：ε = -dΦ/dt。
电流流动
感应电动势将导致电荷在导体线圈中移动，形成电流流动。
由于导体线圈两端之间产生了电势差，电荷会在导体内部移动以消除这个电势差，从而产生电流。
交流电的产生
由于发电机的转子是旋转的，导致感应电动势是交流的。
因此，发电机通常产生交流电，其频率与转子的旋转速度有关。
励磁系统调节
励磁系统用于调节磁场的强度，从而控制输出电压。
励磁系统通常由励磁电源、励磁线圈和调节装置组成，通过提供恒定的磁场来激励转子产生电流。
输出电能
通过将导体线圈与外部电路连接，发电机输出的电流可以在外部电路中供电使用。
总结起来，发电机的工作原理是通过旋转的导体线圈在磁场中切割磁力线，产生感应电动势，进而形成交流电，并通过外接回路输出电能。励磁系统则用于调节输出电压，以满足不同用电需求。