电动机和发电机是电磁学原理的两种应用，它们的工作原理基于电磁感应和磁场对电流的作用，但能量转换方向相反。以下是它们的核心原理和区别：

1. 电动机（Electric Motor）

作用：将电能转换为机械能。
原理：利用通电导体在磁场中受力的作用（安培力/洛伦兹力）。
关键部件：

• 定子：产生固定磁场（永磁体或电磁铁）。

• 转子：通电线圈（电枢），在磁场中受力旋转。

• 换向器（直流电机）：周期性改变电流方向，维持转子持续转动。

工作过程：

1. 电流通过转子线圈，在定子磁场中产生安培力 $\mathbf{F}=I\mathbf{L}\times \mathbf{B}$（$I$为电流，$\mathbf{L}$为导线长度，$\mathbf{B}$为磁场）。

2. 力的方向由左手定则判定，推动转子旋转。

3. 换向器（或电子控制器）确保转矩方向一致。

应用：电动车、风扇、工业机械等。

2. 发电机（Generator）

作用：将机械能转换为电能。
原理：电磁感应（法拉第定律），即导体切割磁感线产生感应电动势。
关键部件：

• 定子/转子：通常转子为旋转磁铁（或线圈），定子为固定线圈（或磁铁）。

• 滑环（交流发电机）：将感应电流输出到外部电路。

工作过程：

1. 外力驱动转子（如涡轮、内燃机）旋转，使线圈切割磁感线。

2. 根据法拉第定律 $\mathcal{E}=-N\frac{d\mathrm{\Phi }}{dt}$（$\mathcal{E}$为电动势，$\mathrm{\Phi }$为磁通量），线圈中产生交变电流。

3. 输出电流通过滑环或整流器转换为直流/交流电。

应用：发电站、风力涡轮机、汽车交流发电机等。

核心区别

补充说明

• 可逆性：某些设备（如直流电机）既可作电动机也可作发电机，取决于能量输入方向。

• 交流/直流：

• 直流电机依赖换向器，发电机可能需整流器。

• 交流发电机天然产生正弦波，同步电机可双向转换。

理解两者的关键在于能量转换方向和电磁作用的对称性。电动机是“电生磁推动运动”，发电机是“运动生磁产生电”。