電気発電機の動作原理

導体が磁場内を動くと、導体に起電力が誘導されます。これがすべての回転式発電機（例えばポータブル発電機）の動作原理です。

ファラデーの電磁誘導の法則によれば、導体が変化する磁束と連携すると、その導体には起電力が誘導されます。導体に誘導される起電力の値は、磁束の変化率に依存します。導体における誘導された起電力の方向は、フレミングの右手の法則によって決定することができます。この法則では、右手の親指、人差し指、中指を互いに直角に伸ばし、親指を導体の磁場内の運動方向に、人差し指を磁場の方向に合わせると、中指が導体における起電力の方向を示します。

次に、導体の一ループを磁場内で回転させたときにどのようにして電力が生み出されるかを示します。

回転中にループの一側が磁石の北極の前に来ると、導体の瞬間的な動きは上向きになるため、フレミングの右手の法則によれば誘導された起電力は内向きになります。

同時に、ループの他の側が南極の前に来ると、導体の瞬間的な動きは下向きになるため、フレミングの右手の法則によれば誘導された起電力は外向きになります。

回転中にループの各側が交互に磁石の北極と南極の下に来ます。また、画像では、コイルのいずれかの側（導体）が北極の下に来ると導体の動きは上向きになり、南極の下に来ると導体の動きは下向きになります。したがって、ループに誘導された起電力の方向は継続的に変化します。これが最も基本的な概念的な発電機のモデルです。これを単一ループ発電機とも呼びます。ループで誘導された起電力を2つの異なる方法で収集することができます。

ループの両端にスリップリングを接続しましょう。図のようにブラシをスリップリングに接続して負荷をループに接続することができます。この場合、ループで生成された交流電力が負荷に供給されます。これはAC発電機です。

また、以下のアニメーション画像に示すように、整流子とブラシの配列を通じて回転ループで生成された電力を収集することもできます。この場合、ループ（ここでは単一ループ発電機の回転ループをアーマチュアと呼ぶこともあります）で生成された電力は整流子によって整流され、負荷には直流電力が供給されます。これが最も基本的なDC発電機の概念モデルです。

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