Máy phát điện xoay chiều về cơ bản là một thiết bị biến đổi cơ năng thành điện năng nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ.
Hình ảnh các bộ phận chính trong một chiếc máy phát điện xoay chiều hiện nay

1/ Máy phát điện xoay chiều đơn giản:
Đây là loại máy phát điện xoay chiều thế hệ đầu tiên, bộ phận chính gồm: nam châm vĩnh cửu, khung dây, bộ cổ góp gồm vành khuyên và chổi than.

Khi khung dây quay tròn quanh từ trường góc hợp bởi pháp tuyến của khung dây (α) và véc tơ cảm ứng từ B của nam châm vĩnh cửu biến thiên liên tục từ 0 -> 360$^{o }$=> từ thông qua khung dây (Φ = NBScosα) biến thiên liên tục => theo hiện tượng cảm ứng điện từ dòng điện cảm ứng sẽ xuất hiện trong cuộn dây, chiều của dòng điện cảm ứng tuân theo định luật Lenxơ đổi chiều liên tục theo góc α, chính vì vậy người ta gọi dòng điện cảm ứng này là dòng điện xoay chiều.

Để làm quay khung dây trong từ trường người ta có thể dùng sức người, sức gió, sức nước ...
Bộ phận nam châm vĩnh cửu gọi là phần cảm, cuộn dây quay gọi là phần ứng. Trong quá trình sử dụng do ma sát chổi than sẽ bị mòn đi, và ma sát cũng làm nhiệt sinh ra nhiều hơn dẫn đến hiệu suất của loại máy phát điện này không cao.

2/ Máy phát điện xoay chiều 1 pha:
Trong máy phát điện xoay chiều hiện đại đã bỏ phần cổ góp (vành khuyên và chổi than). Tên gọi hai bộ phận chính phần cảm và phần ứng thay bằng Roto (phần chuyển động) và stato (phần đứng yên)

Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều 1 pha gồm bộ phận chính là

• Roto: phần chuyển động (bao gồm hệ thống các nam châm điện)
• Satato: phần tĩnh (bao gồm các cuộn dây)

Cấu tạo chi tiết của Roto: gồm các nam châm mắc xen kẽ nối tiếp nhau 1 cực bắc và 1 cực nam gọi là các cặp cực.

Cấu tạo chi tiết của stato: gồm các cuộn dây dây giống nhau cố định trên vòng tròn

Tần số của máy phát điện xoay chiều 1 pha

f = p.n​

Trong đó

• p là số cặp cực
• n: tốc độ quay của roto (vòng/giây)
• f: tần số của máy phát điện xoay chiều 1 pha
• lưu ý: n (vòng/giây) = n/60 (vòng/phút)

3/ Máy phát điện xoay chiều 3 pha
a/ Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều 3 pha

• Satato: là 3 cuộn dây giống nhau gắn cố định trên một đường tròn lệch nhau một góc 120^o.
• Roto: là một nam châm có thể quay quanh một trục cố định với tốc độ quay không đổi là ω.

Khi đó trên 3 cuộn dây xuất hiện 3 dòng điện xoay chiều có cùng tần số góc ω, cùng biên độ, nhưng lệch pha nhau góc 120^o, dòng điện sinh ra từ máy phát điện xoay chiều ba pha gọi là dòng ba pha.
Cấu tạo bên trong của máy phát điện xoay chiều 3 pha:

b/ Cách mắc mạch điện xoay chiều 3 pha:

Điện áp giữa đầu dây pha với dây trung hòa được gọi là điện áp pha viết tắt là U$_{p}$
Điện áp giữa hai đầu dây pha được gọi là điện áp dây viết tắt là U$_{d}$
c/ Các ưu điểm của dòng điện 3 pha:
- Truyền tải điện năng bằng dòng 3 pha tiết kiệm được nhiều dây dẫn.
- Máy phát điện 3 pha có cấu tạo đơn giản, dòng 3 pha được sử dụng rộng rãi cho các động cơ chạy điện 3 pha được sử dụng ở hầu hết các nhà máy sản xuất, xí nghiệp.

Xem thêm:
Tổng hợp lý thuyết, bài tập vật lớp 12 chương dòng điện xoay chiều

nguồn: vật lí phổ thông ôn thi quốc gia