交变电流与发电机的详细原理

这里主要阐述的是交变电流的实质：

当磁场为匀强磁场，线圈位于磁场开始旋转变换的时候，四条边的变化情况与AB CD才可以切割磁感线做运动。

当AB与CD相互垂直的时候，AB 与 CD 是无法产生感应电流的，因AB的速度方向与CD的速度方向，正好是与磁感线平行的，也就是说，AB与CD在这一个瞬间，都是没有切割磁感线的，而没有切割磁感线，实则就是没有感应电动势，此面即位中性面。

判断产生感应电流，磁感线穿过右手的掌心，大拇指指向AB运动的方向，因此整体的电流方向亦是如此，因此电刷其实正负极在不停的变动的，接下来就是磁场产生的交流电有多大了，位于切割磁感线的感应电动势，E = BLV ，B磁感应强度，L有效切割长度，V切割速度，速度是需要分解的

这部分主要说明的是交流发电的基本原理：当闭合线圈在匀强磁场中绕轴旋转时，线圈的不同边会不断改变与磁感线之间的相对运动关系，从而产生周期性变化的感应电动势。

在线圈旋转过程中，真正起主要作用的是AB 边和 CD 边。因为它们在运动时能够切割磁感线，所以会产生感应电动势；而 BC 边和 AD 边由于运动方向与自身长度方向、磁场方向关系不同，对总感应电动势的贡献可以忽略或相互抵消。

判断是否产生感应电动势，本质上看的是导体是否在切割磁感线。当导体运动方向与磁感线平行时，虽然导体在运动，但并没有有效切割磁感线，因此不产生感应电动势；当导体运动方向与磁感线垂直时，切割效果最强，感应电动势最大。

当线圈平面与磁感线垂直时，穿过线圈的磁通量最大，但此时 AB、CD 两边的瞬时运动方向与磁感线平行，不能有效切割磁感线，所以感应电动势为 0。这个位置称为中性面。线圈继续旋转后，AB、CD 两边开始重新切割磁感线，感应电动势逐渐增大；转到切割速度的垂直分量最大时，感应电动势也达到最大值。

因此，交流电的实质就是：线圈在磁场中旋转时，切割磁感线的有效速度不断改变，导致感应电动势的大小和方向周期性变化。由于 AB、CD 两边产生的电动势方向会随着线圈转过半周而反向，所以通过电刷和滑环输出到外电路中的电流方向也会周期性改变，这就是交流电。