实现电能与机械能相互转换的电工设备总称为电机，包含电动机和发电机两类：电动机又称马达，是将电能转换为机械能，在电路中用字母M表示；而发电机是将机械能转换为电能，在电路中用字母G表示。

基本原理

电生磁：通电导线会产生磁场

奥斯特在实验中发现，将导线通电后其周围的小磁针会发生转动，且电流越强，对小磁针的影响越强，玻璃、木材、水、树脂和石头等也不能阻擋这个磁场吸引小磁针。这就是的“电流的磁效应”，简称“电生磁”，人们把它称为电磁学定律。

（视频来源：元本物理）

电磁感应

又称磁电感应现象，是指闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生电流的现象。这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。

（视频来源：元本物理）

基本结构

我们从小学就知道，磁铁分N极和S极，磁力线从N极出发，最后回到S极；磁铁同极相斥，异极相吸。利用磁极之间的相互作用力，理论上我们可以移动一个磁极，让另外一个磁极跟着运动，如果个磁极旋转的话，另一个磁极也会跟着旋转。但是这样无法称之为电机，因为旋转一个磁极需要的是机械能，这样本质上是机械能之间的转换，不是电能和机械能之间的转换。那怎么办呢？安培定律告诉我们，磁场本质是由电流产生的，我们想要的是磁场之间的相互作用，因此只要有电流即可，一个很自然的想法就是：将两个磁场中的一个用线圈来产生磁场。

1821年，法拉第制作了一个装置，这个装置能将电能转化成机械能，被认为是一台电动机。

法拉第的装置的组成非常简单：将水银注入一个圆形容器里面，中间放置一块永磁体，一根长的导线一端悬挂，另一端浸入容器里的水银里面，最后再外接一个直流电源。原理也很简单，永磁体产生的磁场与导线产生的磁场相互作用，产生一个使导线绕轴旋转的力。法拉第的天才之处在于想到了用水银（常温液体，有良好的导电性）解决了电机连续旋转的所需要的换向问题。

法拉第的电机验证了机电能量转换可以连续进行的，为电机的发展奠定了坚实的基础。当然现代电机和法拉第的电机模型有了较大的区别，但原理都是一致的：都是两个磁场相互作用，所以电机具备静止的和旋转的两大部分：

• 静止的部分称为定子，作用是产生磁场和作为电机的机械支撑。

• 旋转的部分称为转子，作用是感应电势实现能量转换。

静止和旋转部分之间有一定大小的间隙，称为气隙。气隙的大小决定磁通量的大小，如果气隙较大的话，漏磁就多，那么电机的效率就会降低，如果气隙太小，就容易扫定子膛。因此，需要将气隙控制到一个合理的数值，才能达到效果。