【導讀】交流電 (AC) 不斷反轉方向，交替流向一個方向，然后流向另一個方向。交流電壓也可以類似地描述。通常，交流電壓和電流是正弦曲線，峰值、平均值和有效值之間存在確定的關系。
交流電 (AC) 不斷反轉方向，交替流向一個方向，然后流向另一個方向。交流電壓也可以類似地描述。通常，交流電壓和電流是正弦曲線，峰值、平均值和有效值之間存在確定的關系。
考慮在磁場中旋轉的兩個串聯導體，如圖 1 所示。導體 1 和 2 在兩個磁極之間設置的磁場內形成一個回路。導體以機械方式固定在配有手動轉動曲柄的軸上。每個導體都連接到滑環，并且滑環具有用于電連接到外部端子（A和B）的電刷。當環路旋轉時，導體切割（或刷過）磁通量，導致每個導體中產生電動勢。
圖 1. 由在磁場中旋轉的導電環組成的簡單交流電壓發生器。當導體掃過磁極時，每個導體中都會感應出電動勢（并在輸出端子處產生）。當導體從一極移動到另一極時，電動勢會反轉極性。
圖 2 說明了環路在磁場中旋轉時各個實例的情況。這些可以解釋如下。
循環是水平的
圖 2(a)： 環路是水平的，導體一向上移動，導體二向下移動。由于此時每個導體的運動與磁場方向平行，因此沒有磁通被導體切割，因此不會產生電動勢。如電壓 (e) 與時間 (t) 關系圖上的點“a”所示，輸出端子（圖 1 中的 A 和 B）處的電壓為零。
導體以一定角度移動
圖 2(b)： 導體現在以一定角度穿過磁場移動，因此每個導體都會切割一些磁通，并且每個導體中都會感應出 EMF。根據楞次定律，感應電動勢的方向必須與引起電動勢的運動相反。因此，導體一中感應的電動勢會導致電流流向觀察者，如圖所示。該電流在導體周圍產生逆時針方向的磁通量，該磁通量增強了導體前面的磁場并減弱了后面的磁場（即，它與導體的運動相反）。
類似地，導體 2 中的感應電動勢會產生如圖所示方向的電流，遠離觀察者。在導體 2 周圍建立了順時針磁通，這再次削弱了導體 2 后面的磁通并增強了導體前面的磁通，與導體的運動相反。可以看出，兩個導體中的電流方向是相互協助的[即，電流以單一方向圍繞環路（圖1）流動]。
因此，輸出電壓在端子 A 處為正，在端子 B 處為負。（導體 1 連接到 A，導體 2 連接到 B。）電流按所示方向（從 A 到 B）流過外部負載RL 。當繪制端電壓 e 的增長與時間 t 的關系時，結果如圖 2(i) 中的圖形（或波形）所示。點“a”表示在圖2（a）中的條件下獲得的零輸出電壓，點“b”是當導體位置如圖2（b）所示時稍后的輸出電壓。
導體垂直于磁場移動
圖 2(c)： 導體現在垂直于磁場移動。因此，它們切割磁通并產生電動勢。同樣，電流方向相互輔助，使得電流圍繞環路流動，并且端子 A 保持正值，而端子 B 為負值。現在，通過 R L 的輸出電流 比以前更大，并且如 e-vs-t 圖表所示，輸出電壓已達到峰值，即“c”點。
圖 2. 在磁場中旋轉的導電環路的端子處生成正弦電壓波形。當導體垂直于磁場移動時，會產生峰值輸出電壓[參見 (c) 和 (g)]。當導體平行于磁場移動時，會產生零輸出[參見 (a) 和 (e)]。圖片由 Amna Ahmad 提供
導體移動角度小于 90 o
圖 2(d)： 現在，導體再次以與磁場方向小于 90° 的角度移動。因此，被切割的磁通量減少，因此生成的 EMF 小于圖 2(c) 中的條件。電流方向和輸出電壓極性與之前相同。然而，輸出電壓現在已降至峰值水平以下，如 e-vs-t 圖表上的“d”點所示。
導體平行于磁場方向移動
圖2(e)： 此時，導體再次平行于磁場方向移動。沒有通量被切割，因此不會產生 EMF。輸出電壓為零，繪制在電壓隨時間圖上的點“e”處。
導體以一定角度移動
圖 2(f)： 導體再次以與磁場方向相關的角度移動。然而，現在兩個導體的感應電流方向相反。導體一中的電流方向遠離觀察者，而導體二中的電流方向朝向觀察者。可以看出，電流仍然互相輔助，使得環路周圍的電流仍然具有單一（但相反）方向。現在的輸出電壓使得端子 B（圖 1 中）為正，而端子 A 為負。隨時間繪制的瞬時輸出電壓給出了圖表上的“f”點。
導體垂直于磁場移動
圖 2(g)： 導體的運動再次垂直于磁場，并且通量被切斷。因此，再次產生電動勢。輸出電壓仍然是負值，并且已達到其峰值，繪制在 e-vs-t 圖表上的點“g”處。很容易看出，隨著環路繼續旋轉，輸出電壓再次變為零，然后再次反轉，如此周而復始。
由于旋轉回路產生的電壓是正負交替的，所以稱為交流電壓。由交流電壓供電的負載中產生的電流首先沿一個方向流動，然后沿另一個方向流動。所以，它是交流電。 AC 名稱通常適用于電流和電壓。圖 2(i) 中的電壓/時間圖稱為交流波形。
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