机电学何等精妙随处可见的电机发电之谜你是否心知肚明
电机是利用电磁感应原理来实现电能与机械能之间转换的设备。它不仅能够将电能转化为动力推动物体旋转，还可以通过同样的原理将机械运动转化为电能，从而具备发电功能。这种双向转换的特性使得电机在工业和日常生活中应用极为广泛。
图像来源：Ofweek工控网
在实际操作中，一个简单的交流式直流发电机（DC motor）可以通过控制其引脚上的流动方向和速度来实现旋转运动。当我们将一个导线插入到具有磁场的区域时，如果导线移动于磁通中的垂直方向，它会产生一个正向或反向的电子流。这就是弗莱明右手定则所描述的一种现象。
来自罗姆电源设计R课堂
左侧图示了当导线沿着磁通移动时，如何产生正负两种不同方向的电子流。
中间和右侧图展示了法拉第定律和楞次定律如何影响电子流随时间变化的情况。
从这些规律出发，我们可以更深入地理解并计算出在特定的条件下，例如线圈面积S、角速度ω以及角度θ下，感应出的磁通量Φ以及生成的感应电子势E。
假设我们的线圈面积等于高度h乘以长度l，即S = h × l。而且，我们知道角速度ω决定了过渡过程中的变换速率。在这种情况下，当平行于黄色箭头指示的小方块表面与垂直黑虚线形成theta（θ = ωt）的时候，穿透该表面的磁通量就由以下公式给出：
Φ = B × S × cos(θ) = B × S × cos(ωt)
而产生出来的一个感应力的大小E，可以用以下公式表示：
E = -dΦ/dt = B × S × ω × sin(θ)
当这个小方块表面的平行方向完全垂直于B矢量时，这个感觉到的力量就会消失；然而，当它们水平对齐时，这个力量达到最大值。此刻，这个设备就拥有了充分释放能源，以便进行任何必要工作的手段。