依據法拉第電磁感應定律得知產生應電勢
實驗流程：
有一個線圈與磁鐵做相對運動進而使檢流計產生偏轉
公式：

e=N * (Δφ /Δ t )
( N : 匝數
Δφ /Δ t : 單位時間的磁通變化 )

佛萊明右手定則（三者呈90度）
條件：主磁場（食指）、運動方向（力）（拇指）
結果：應電勢（中指）

主磁極 1. 極掌大於極心主要目的為讓磁通均勻分布
2.依旋轉方向先碰到的為前極尖後碰到的較後極尖

根據法拉第電磁感應定律推演出單根導體移動產生之應電勢公式

e = B l v

( 其中 B:磁場密度 l:導體有效長度 v:導體移動速率)

極距: 極與極之間的距離，相隔180度電機角
線圈節距 : 一組線圈兩個有效邊的距離,通常約為一個極距
後節距 : 同一組線圈兩個有效邊的距離
前節距 : 同一個換向片所接兩個有效邊的距離
換向片距 : 同一組線圈所接兩個換相片的距離

(若後節距剛好等於一個極距稱全節距繞 若略小於一個極距稱短節距繞 若大於一個極距稱長節距 電機通常會採短節距繞原因為節省成本與導線)

後節距Yb: S 槽數 / P 極數
換相片距Yc:±m
前節距Yf:Yb -Yc
路徑數a : mP
電刷數 : P
(其中Yc +:前進繞 -:後退繞 m=1稱單分 m=2稱雙分)
均壓線 : 對極加裝均壓線可改善換向維持線圈中電壓平衡 公式 { 線圈組數 / (P / 2 ) } * 100%
疊繞多採用前進繞目的為節省銅線
由於路徑數多適用於低電壓大電流場合

後節距Yb : S / P
換向片距Yc : (S±m) / (P/2) 大約為兩個極距但不能剛好等於兩個極距否則無法繼續繞至
前節距Yf:Yc - Yb
路徑數a : 2m
電刷數 : 2
波繞必要時需虛設線圈目的為保持機械平恆
由於路徑數少適用大電壓小電流場合

直流發電機導出公式:
(其中 P : 極數 Z: 導體數 φ : 每極磁通量 a : 路徑數 n:每分鐘轉數)

由於電機製成後PZa接固定，所以公式改為 E = K φ n (應電勢會跟磁通量呈正比也跟轉數成正比)

磁場繞組
又稱場繞組、激磁繞組
繞至於定子主磁極上繞組通電使電子主磁極產生磁場
1.分激場繞組(線細多匝)
2.串激場繞組(線粗少匝)

機殼
又稱場軛，主要支持電機的所有機件外也作為磁路的一部份

電刷 目的將電樞繞組連接至換向片的電引出致負載

電樞鐵心 採矽鋼片(減少磁滯損失)疊製而成(減少渦流損) 若採斜型槽主要減少磁阻變化忽快忽慢造成振動

電樞繞組 電樞繞組放在電樞鐵心的槽內，透過原動機帶動轉軸使其旋轉切割磁場用以產生應電勢

換向片 將電樞繞組內的交流電轉換成直流電的關鍵部件

轉軸

1. 磁中性面偏移

   
   

   (發電機:順轉向移α角)

   
   

   (電動機:逆轉向移α角)

   
   

2. 極尖變化(口訣:發前電後 φ 下降)

   
   

   發電機前極尖磁通減少，後極尖磁通增加

   
   

   電動機後極尖磁通減少，前極尖磁通增加

   
   

3. 總磁通下降

   
   

   因為增加的少減少的多，所以總磁通下降，

   
   

   因為發電機E=K φ n 跟電動機 T=K φ Ia ，磁

   
   

   通下降對兩者都是不好的影響應電勢將降低

   
   

   轉矩將降低

   
   

4. 移刷

   
   

   (發電機:順轉向移α角)

   
   

   (電動機:逆轉向移α角)

電樞反應計算
1.總磁動勢
F(總) = N I = (Z / 2) ( Ia / a )

2. 總去磁磁動勢佔180度電機角中的 2α 角(這邊使用的公式皆為電機角因此若題目給機械角請自行轉換)
   F(去) = ( 2α / 180) * F(總)
   3.總交磁動勢
   F(交) = F(總) - F(去) = { (180 - 2α ) /180 } * F(總)
   
   

**要算每一極就將所求出值除P

直線換向:理想換向
正弦換向
過速換向:前刷邊將產生火花，換向初期電流變化大
欠速換向:後刷邊將產生火花，換向後期電流變化大

1.機構方式改善(主要增加電樞磁場所經過磁路的磁阻)
a.削角極尖法 b.左右交疊 c.楞德爾磁極

2.電路方面改善(產生另一個磁場抵銷電樞磁場)
a.中間極 b.裝設補償繞組(the best way)

**中間極裝置位置 (依轉向 發電機NsSn 電動機 NnSs)

從電感自感應電勢的公式中得知預感善換向可從以下地方下手

1. 將自感量減少
2. 將電刷接觸電組提高
3. 將換向時間拉長
4. 裝設中間極(the best way)，因為可以產生一個換向電壓來抵銷線圈電壓
5. 裝設補償繞組(可讓磁中性面不偏移)

長並聯複激式發電機(先串再並)
短並聯複激式發電機(先並在串)

產生應電勢必要條件
1.要有剩磁
2.激磁繞組所產生的磁場要與剩磁方向相同
3.場繞組要小於臨界場電組
4.轉速要大於臨界轉速

發電機四大曲線
1.無載特性曲線
(磁化曲線、飽和曲線)(應電勢與激磁電流關係)
2.負載特性曲線(端電壓與負載電流關係)
3.電樞特性曲線(激磁電流跟電樞電流關係)
4.內部特性曲線(應電勢與電樞電流關係)

a.電壓調整率小
b.無剩磁亦能建立電壓
c.改變電樞轉向或是激磁繞組接線方向可建立反向電壓

**缺點:需準備額外直流電原提供激磁

a.不須額外激磁電源
b.分激場繞組串可變電阻可控制電壓輸出大小
c.具有短路保護功能

a.電壓上升部分:當升壓機補償電路壓降
b.電壓下降部分定電流配電使用

1.加裝均壓線
2.
容量比跟電流成正比跟串激場繞組成反比
P1 / P2
= i1 / i2
=Rs2 / Rs1

1.減少備用容量
2.提高運轉效率
3.增加負載供應量
4.提高供電穩定度

極性一致、端電壓相同、負載分配適當、具備相同下垂特性

皆為積複機式、
串機繞組接匯流排同一側

效率= Po / (Po + Ploss)
鐵損 : 磁滯損(正比轉速) + 渦流損(正比轉速平方、厚度平方)
銅損 : 與負載平方成正比
變動損失: 銅損( Pc)
固定損失: 鐵損(Pi)(負載增加轉速希望不變動因此當轉速不變時鐵損為固定損失)

  m載效率 =     (m x Po) / (m x Po + Pi + m^2 x Pc)

全日效率

1. Sum Po x hr
2. Sum Pi x hr
3. Sum Pc x hr
   
   

全日效率 = 1 / 1+2+3

1. T =2 x Fx r