交流發電機的工作原理是基于電磁感應定律。

當導體在磁場中移動時，會產生電動勢。交流發電機主要由轉子和定子組成。轉子通常由永磁體或電磁鐵構成，定子由線圈繞組組成。

當外部機械力驅動轉子旋轉時，轉子中的磁場隨之旋轉，定子線圈中的磁通量就會周期性變化，從而在定子線圈中產生感應電動勢，形成交流電。

轉子上繞有勵磁繞組產生磁場，當轉子轉動，磁場穿過定子繞組，使定子繞組磁通量變化，進而產生交流感應電動勢。

線圈的圈面垂直于磁場方向時，通過的磁力線最多；圈面平行于磁場方向時，磁力線數最少。線圈在磁場中轉動，每轉動半圈，電流方向改變一次。

集電環隨同線圈轉動，電刷的正、負極隨時間改變，輸出電流方向交替變換形成交流電。

定子的三相繞組按規律嵌套在定子槽內，彼此互差 120°電角度。

給炭刷通固定方向電流會產生磁場，在線圈中間插軟鐵通電流后形成磁鐵，發動機帶動軸旋轉形成旋轉磁場，使導線和磁場產生相對運動。

當轉子磁場繞組接通直流電源，轉子的爪極被磁化為 N 極和 S 極，磁力線從 N 極出發穿過氣隙進入定子鐵心再回到 S 極。

當轉子在外力帶動下，轉子磁場和定子導體相對運動，導體切割磁力線產生感應電動勢。

轉子磁極位置使導體垂直切割磁力線時，定子繞組感應電動勢最大；磁極轉過 90 度，感應電動勢為零；再轉 90 度，感應電動勢又達最大值但方向相反；再轉 90 度，感應電動勢再次為零。

轉子連續勻速旋轉，定子繞組就感應出周期性變化的交變電動勢。