Преобразование механической энергии в электрическую

              N

                         - Ɩ

              v        F I

               +                 R

                I

                     B

              S

  Если замкнуть прямолинейный провод длиной Ɩ, расположенный в однородном магнитном поле перпендикулярно вектору магнитной индукции В, на внешний участок цепи с сопротивлением R, то при движении провода с постоянной скоростью v перпендикулярно магнитным линиям в нем индуктируется неизменяющаяся ЭДС Е_и и в замкнутой цепи возникает постоянный ток I. Направление наведенной ЭДС определяется правилом правой руки (ладонь правой руки располагают так, чтобы линии магнитной индукции входили в нее, отогнутый под прямым углом большой палец совмещают с направлением движения проводника, тогда вытянутые четыре пальца укажут направление индуктированной ЭДС). Следовательно, при движении в магнитном поле под действием внешних сил замкнутого на внешний участок цепи проводника, пересекающего магнитные линии, происходит преобразование механической энергии в электрическую энергию.

На рисунке показана схема устройства простейшего генератора постоянного тока.

Концы витка присоединены к металлическим изолированным полукольцам с наложенными на них двумя неподвижными щетками, при помощи которых присоединяется внешний участок цепи. Два полукольца образуют простейший коллектор, а полукольцо – коллекторную пластину. При вращении якоря одна щетка все время соединяется с проводом витка, расположенным под северным полюсом, а другая щетка с проводом витка, расположенным под южным полюсом. Переключение щетки с одной пластины на другую происходит в момент прохождения витка через нейтральную плоскость. Вследствие этого полярность напряжения на щетках не изменяется. При двух коллекторных пластинах напряжение на щетках изменяется от нуля до Е_m (если не учитывать сопротивление витка). Обмотка реального генератора состоит из большого числа витков и коллекторных пластин, так что колебания напряжения в цепи получаются ничтожными.

Неподвижная часть машины постоянного тока называется статором, вращающаяся часть – ротором.