При вращении с циклической частотой ω проводящего контура в магнитном поле с индукцией магнитный поток, проходящий через контур, меняется по гармоническому закону:
Ф = BScosωt = Фmcosωt. (2)
Согласно закону электромагнитной индукции, в контуре возникает ЭДС, меняющаяся по периодическому закону:
ε = - ΔФ
Δt =
-Ф'(t) = (-Фmcosωt)'= Фmωsinωt = εmsinωt.
В результате на полюсах источника возникает напряжение, меняющееся по закону синуса:
u = Umsinωt. (3)
Если к полюсам контура генератора подсоединить потребитель, например, лампу, то через нее будет проходить меняющийся по гармоническому закону индукционный ток - лампа периодически будет то ярко загораться, то гаснуть (d):
i = Imsin(ωt + φ0). (4)
В выражениях (2), (3) и (4) символы Ф, u, i - мгновенные значения соответственно магнитного потока, напряжения и силы тока, а символы Фm, Um и Im — максимальные (амплитудные) значения соответствующих величин, φ0 — разность фаз между напряжением и силой тока.
Генераторы переменного тока бывают различной конструкции. Обычно они состоят либо из катушки (ротора) с большим числом витков, способной вращаться в магнитном поле неподвижного постоянного магнита (статора), либо, наоборот, из двухполюсного магнита (ротора), способного вращаться внутри неподвижной катушки (статора). На тепловых электростанциях используются генераторы, состоящие из двухполюсных магнитных роторов (e).