1820年奥斯特成功地完成了通电导线能使磁针偏转的实验后，不少科学家进行了进一步研究，既然电能产生磁，那么磁能不能产生电呢？科学家安培就是这些研究者中的一个，他实验的方法很多，但犯了根本性错误，实验没有成功。

另一位科学家科拉顿在1825年做了这样一个实验：把一块磁铁插入绕成圆筒状的线圈中。他想，这样或许能得到电流。为了防止磁铁对检测电流的电流表产生影响，他用了很长的导线把电流表接到隔壁的房间里。他没有助手，只好把磁铁插到线圈中以后，再跑到隔壁房间里看电流表指针是否偏转。他的装置是正确的，实验的方法也是对的，但是他犯了一个实在令人遗憾的错误，这就是电流表指针的偏转只发生在磁铁插入或拨出线圈这一瞬间，一旦磁铁插进线圈不再运动，电流表指针就会回到原来的位置。所以等他插好磁铁再赶紧跑到隔壁房间里去看电流表时，无论怎样快也看不到电流表指针偏转的现象。要是他有个助手，要是他把电流表放在同一个房间里，他就是个发现磁生电的人了。

在同一时期英国物理学家法拉第自1821年就开始了磁生电的研究。他用磁铁与铜线圈做实验，经过了无数次失败，但他没有气馁。1831年10月17日，法拉第拿起磁铁慢慢地把它的一端靠近线圈，身边的电流表未见摆动。他灵机一动，把磁铁很快地插入线圈里，突然指针奇迹般地摆动了一下，又回到零刻度线。他以为自己看花了眼，又急忙把磁铁从线圈中拔出来，想再试一次，不料，这一拔，奇迹又重新出现了，不过这一次指针是向相反方向摆动的，他成功了。^[3]

1831年，法拉第发现了变化磁场能够在封闭电路中产生电动势，就是的电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，产生的电流称为感应电流，产生的电动势（电压）称为感应电动势。他当时总结出五种情况下，即变化的电流、变化的磁 场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动 的导体，会在导体中产生感应电流。法拉第用一个可转动的金属圆盘置于磁铁的磁场中，并用电流表测量圆盘边沿(A)和轴心(O) 之间的电流，如《拉第圆盘发电机原理图》所示。实验表明，当圆盘旋转时，电流表发生了偏转，证实回路中出现了电流，也就是说实现了机械能转变为电能，这是历台发电机。^[2]

当铜盘的边缘和轴分别接电刷作为输出端时，铜盘可视为许多同样的金属辐条并联组成，辐条的长度就是圆盘的半径 R ，当铜盘以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中转动时，每一根金属辐条均因切割磁感线而产生感应电动势该电动势的 大小为

。整个圆盘相当于一个电源，它是由许多同样电源并联而成的电源组，内阻为零（因每根铜条的电阻很小，并联后总电阻几乎为零），所以盘心与盘缘的电势差，即圆盘发电机的电动势为 。

当圆盘在转动过程中，每一条沿半径方向的导体都会切割磁感线，所以都相当于电源，由右手定则可知都是圆盘边缘的点电势高，圆心的点电势低。由法拉第电磁感应定律可解得每个电源的电动势，这一个个的电源是并联关系，对外输出的电动势也是。

黄铜板、有机玻璃板、木板、试管胶塞、导线、各种规格的螺丝若干、角铝、铜管、转动皮带轮轴

转盘：取材用厚0.6 mm铜板，裁剪出直径21 cm的铜圆盘；另用厚3 mm的有机玻璃板，裁剪出直径18.5 cm的圆盘．用胶将有机玻璃圆盘粘合在铜盘的中心对齐，留出边缘的1.5 cm的铜圆环，中心钻一个0.5 cm孔让0.5 cm的螺丝穿过，用螺母把转盘与螺丝固定好。

电刷：用粗导线的铜丝做电刷，先做两个能固定导线位置并能调节伸出长度的固定套管，4x2cm的铜板，中间用大功率的电铬铁焊接上一个4cm长的铜管，铜管上钻两个孔，并铰上螺纹让螺丝能旋进，导线从铜管穿进，穿出导线的一端剥出3 cm长的铜丝团成个铜丝饼，调好伸出长度后，可用这两个螺丝固定．两个固定套管各用4个螺丝钉固定在一个21 X4 cm长木板上，相距10.5cm，做成两个电刷。

磁场：锯出一块9 X 6 X 1.3 cm的木板，中间钻出直径4cm的圆孔，套入直径4 cm高6.7 cm的塑料管，把u形磁铁的底部扣在管上，保证它的稳定．

整体组装：底板40 x24 cm的木板，用试管胶塞做四个脚；先装皮带轮轴，将转盘装到转轴上；电刷的木板用角铝固定在底板，调节导线的铜丝饼一个在铜盘的边缘夹紧上、下面和边缘，另一个电刷顶在转轴的中心；U形磁铁的底部扣在管上，管的高度取于把铜盘尽可多地套入U形磁铁的U形磁场内，组装完毕。^[4]

在法拉第发现电磁感应原理的第二年，受法拉第发现的启示，法国人皮克希应用电磁感应原理制成了最初的发电机。最初的发电机设备比较笨重，它的原动力是人力，难以靠提高转速来获得大功率的电流。1833年至1835年间，萨史斯顿和克拉克等人相继发明了旋转线圈电枢、静止磁铁结构等新装置，这些新装置的引入，使发电机的运转设备大大减轻，从而提高了发电机的转速。

1867年，德国发明家西门子对发电机进行了重大改进，制成了电磁铁式发电机。电磁铁式发电机是用电磁铁代替磁铁，使磁力增强，能产生皮克希的发电机所远不能相比的强大电流。

在西门子进行发电机改进期间，意大利物理学家帕其努悌发明了环状发电机电枢。这种电枢是以在铁环上绕线圈代替在铁芯棒上绕制的线圈，从而提高了发电机的效率。

1869年，比利时学者古拉姆在法国巴黎研究电学时，采纳了西门子的电磁铁式发电机原理，利用了帕其努悌的环状发电机电枢，制成了性能优良的发电机。古拉姆发电机的性能好，所以销路很，一，他不仅发了一笔财，而且被人们誉为“发电机之父”。

随着社会的发展，出现了多种类型的发电机，如直流发电机、交流发电机、柴油发电机、汽油发电机、同步发电机、异步发电机、汽轮发电机、水轮发电机、风能发电机、新型水冷式交流发电机等。尽管发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应原理。发电机是把其他形式的能转化成电能的机械设备，在科学技术不断发展中，发电机在工农业生产、国防及日常生活中有广泛的用途。^[5]

我国仍以燃煤为主进行火力发电，不但要消耗大量的能源，还造成很大的环境污染。要落实能源的可持续发展和环境保护战略，就要研发*的发电设备，研制出新型的发电机。据载，中国国家纳米科学中心海外主任王中林等成功地在纳米尺度范围内将机械能转化成电能，研制出了小的发电机——纳米发电机，它可以有效地将机械运动能(如人体的运动、肌肉的伸缩、血压的变化等)、振动能(如声波或超声波等)以及水压能(如人体内体液或血液的流动。血管的收缩与舒张甚至是自然界其他任何液体的流动)转化成电能提供给纳米器件。我们期待纳米发电机未来能在生物医学、国防和人民生活中有广泛的应用。^[5]