发电机发明和投入使用后，电力工业兴起，人类结束了以发明蒸汽机引起的工业革命时代，而进入了电气时代。
社会生产生活各方面发生了翻天覆地的大变化，处处闪耀着电力的火花。
百折不挠 揭开谜底 1820年丹麦科学家奥斯特发现了电流的磁效应，第一次揭示了电与磁之间的密切关系。
这是物理学发展史上的一件大事。
奥斯特的发现立刻引起了整个物理学界的轰动，人们一直以为毫不相干的两个现象—电流与磁，竟有这样奇妙的关系。
这个发现成了近代电磁学的突破口，许多科学家纷纷转向电磁研究。
法拉第也全力投入电磁学这门崭新学科的研究。
他从大量的实验中发现，任何事物都有两面性，既然电流可以产生磁性，因此他就设想为什么磁就不能产生电流呢?1821年秋，法拉第在他的日记里写下了一个伟大的设想：“磁可以产生电！” 法拉第开始了新的实验。
他用铜线在几米长的木棍上绕了一个线圈，铜线外面缠着布以便绝缘(当时还没有漆包线)，然后在第一层线圈外面再用同样的方法绕上第二层、第三层……一共绕了12层，每层之间均相互绝缘，然后他把第1、3、5……奇数层串联起来，又把第2、4、6……偶数层串联起来，这样就组成了两个紧密耦合而又相互绝缘的组合线圈。
他把其中一组线圈接到开关和电池上，另一线圈接到电流计上。
一切准备就绪后，法拉第开始实验。
他心情很激动，希望在初线圈接通电流后，次级线圈就能感应出电流来一电流计指针会偏转。
可是事与愿违，法拉第在接通初级线圈的电源后，注意观察电流表、但指针却毫无动静。
一次次的试验、一次次的失败，一次次的重来。
时光如水，一个月一个月地流道，转眼l0年过去了，1831年法拉第的电学实验进人了最关键的阶段，可以说是，这是他一生中最难忘的一年。
这时，法拉第已经把电池增加到120个，这意味着初级线圈的电流比开始增加了120倍。
法拉第全神贯注地操作着，他小心翼翼地合上电闸，强大的电流通过线圈，不一会儿导线已发热了。
法拉第回过头去看次级线圈的电流计，但指针仍然毫无动静。
但这一次在检查电流计时，法拉第无意中注意到：他每次实验都是先接通电源，再转过头去观察电流计的。
问题会不会就出在这里呢?他马上又重新布置实验，这次法拉第特意把电流计摆在电源开关旁边，以便接通电源时，同时可监视指针。
然后，他目不转晴地盯着电流计，然后用手合上电源开关，就在线路接通的一刹那，电流计指针跳动了-下！这是极短暂的一瞬，稍不留意就忽视了。
法拉第“一刹那”。
过去的多次实验都忽略了这个细节，这次终于捉住了这稍纵即逝的欣喜万分，不由得叫喊起来。
这一极短暂的跳动，意味着一个新的伟大发现的诞生！法拉第偶然的现象，而是一个新的规律。
他又重复了几次，每次都是同样的结果，因此，他判定这决不是法拉第又改进了实验仪器，用软铁环代替木棍作线圈的芯子，效果更好。
在断开或接通初级线圈电流的一瞬间，次级线圈连接的电流计上指针摆动得更厉害。
后来他又用磁铁代替初级线圈，让磁铁穿过次级线圈环，电流计的指针也会随着磁铁的运动而摆动。
就这样电磁之谜终于被揭开了：运动的磁能产生电流！法拉第的成功发现，奠定了近代电磁学的基础。
乘胜追击 树立丰碑 取得了巨大成功之后，法拉第并没有就此停顿下来，他进一步考虑如何能将这一发现付之实用，为此他考虑如何制造出一个应用磁铁产生电流的装置。
于是他找来了一个U字型（亦称马蹄型）的磁铁，在南北极之间插入一块能旋转的铜板圆盘，铜板中轴连接一根导线，铜板盘的边缘与另一极导线保持接触，两根导线之间再用电流计相连。
一切安排妥当后，法拉第就开始了新的实验。
他飞快地转动摇柄，铜圆盘在两个磁极之间不停地旋转起来，电流计指针就开始摆动。
只要铜圆盘不停地转动，电流计指针就继续保持在偏转的位置；铜盘转动得越快，电流计指针偏转得越厉害。
这样一来，法拉第真的实现了“从磁铁中取出电流”的理想。
试制的装置成为最原始的发电机雏形。
日后，以电磁感应原理制造成的发电机所提供的电力，是以往化学反应原理制成的伏打电堆产生的电流所无法比拟的，意义非常重大，开创了人类利用电力的新时代。
1832年，根据法拉第的发现，法国的皮克西创制成世界第一台手摇永磁式交流发电机，并在巴黎展出。
第二年，皮克西在这台发电机上加装了一个换向器，把摆动多变的交流电变为直流电。
1856年，英国人霍姆斯用多极永久磁铁制造成一台商用直流发电机，被一家灯具厂购用。
这台发电机用蒸汽驱动，电功率约1.5千瓦。
1863年，英国人怀尔德取得自激式直流发电机的专利。
这种发电机首先应用于电镀工业。
1866年4月，他在向英国皇家学会递交了一篇题为《新的大功率发电机》论文中提到：“他已发现一个无限小的电流或磁力，能够产生一个无限大的电流。
”但他当时并不明白磁极中有剩磁的原理。
同年12月，英国人瓦利终于发现“自激”的秘密。
他在自激式直流发电机的专利申请书中提到：“自激磁场依赖于原来磁场的剩磁，这说明原来磁极中存在着剩磁，由它产生的磁场，可以在发电机的转子电根中感应出电势，这个电势又可给激磁线圈供应激磁电流。
“因此这种发电机定名为“自激式”。
1867年，德国的西门子利用电磁铁代替永久磁铁，并利用发电机本身产生的小部分电力向电磁铁提供能量，制造成实用的自激式直流发电机，它是现代形式发电机的鼻祖，因此有人称西门子发电机在技术史上的地位，相当于瓦特的蒸汽机，具有划时代的伟大意义。
1876年，俄国人亚布洛契可夫提出制造多相交流发电机的设想。
并于第二年研制成供给他发明的“电烛”(电弧灯）电源的交流发电机。
意大利法拉里也独立地发现旋转磁场现象。
1885年，法拉里考虑到不同相位的光可以产生干涉现象，因而联想到不同相位的电流磁场相互作用，可以产生旋转磁场。
他是在都灵实验室利用交流电产生旋转磁场的。
旋转磁场是交流电机气隙中的磁场，是电能和机械能之间互相转换的基本条件。
它因其沿电机的定子、转子铁心圆柱面不断旋转而得名。
旋转磁场原理的建立，是交流电机发展史上有决定意义的一步，为交流电机的发展奠定了基础。
飞速发展 今非昔比 现代发电厂中最常用的发电机是三相交流同步发电机。
这种发电机的转子旋转速度与联接的电力网保持同步，既能提供有功功率，又能提供无功功率(电力用户中各种交流电动机既消耗有功功率，也吸收无功功率，它是根据“导线切割磁力线而产生感应电势”的基本发电原理而运转的。
因此发电机供应有功功率的同时需要供应无功功率，如果元功功率不足时，电力系统电压就将下降），可以满足用电负荷的需要。
根据所采用原动机的不同，同步发电机可以分为汽轮发电机和水轮发电机两大类。
汽轮发电机的原动机是汽轮机，一般是卧式的。
同步发电机按冷却介质和冷却方式不同，又可分为空气冷却（空冷）、氢气冷却和水冷却三种。
不同类型、不同冷却方式的三相同步发电机结构形式尽管各式各样，但基本上不外乎转子和定子两部分，分别绕有导线制成的线图。
发电机的转子由整块的优质合金钢制成，具有良好的导磁性，其上开有齿槽，放置带有绝缘的铜线绕制成的转子线圈。
定子由铁芯、线圈及外壳等组成，铁芯由互相绝缘的硅钢片叠压而成，其内圆开有齿槽、安放定子线圈。
转子线圈内通以直流电，产生磁场，形成一对南北磁极。
定子线圈分成三组（即三相），沿圆周相隔120°布置。
当转子旋转时，磁场随着旋转，每转一圈，磁力线顺次切割定子每相线圈，产生电压。
当北极磁场经过线圈时产生正电压；当南极磁场经过线圈时产生负电压。
转子每转一圈，定子每相线圈电压方向就变化一次。
这样的变化每秒50次，在三相线圈中即产生频率为50赫的三相交流电。
随着电力工业的发展和电力系统规模不断增大，要求发电机的单机容量也不断增大，因此发电机定子、转子线圈所通过的电流引起的损耗和铁芯中磁场变化产生的损耗(称铁损）亦越来越大，促使电机发热。
所以当电机容量增大后，冷却介质、冷却方式和电机材料必须不断发展。
发电机制造技术的发展，就是上述三者的发展，其中改进冷却方式更是增大发电机容量的关键。
在发电机多种冷却介质中，空气冷却的主要优点是价廉、简易、安全，但效能差，摩擦损耗大。
氢气冷却与空气冷却相比较，重量轻、导热性能好，可提高效率，但易爆炸和增加复杂的氢气系统。
水具有很高的导热性能，它的相对导热能力比空气大125倍，效率高，但存在容易漏水和增加一套水系统的缺点。
在发电机制造技术发展中，首先被采用的冷却介质是空气，随后逐步采用氢气和水。
在冷却方式方面从表面外冷发展到效果校好的内冷。
最初制造的发电机采用空气表面冷却。
1937年，美国通用电气公司首次制造成氢气表面冷却发电机，最大单机容量可达150兆瓦。
1957年，美国时维新·查维公司制造出世界第一台60兆瓦氢内冷发电机，用氢气直接与转于、定于线圈的导体接触（双氢内冷），最大单机容量可达350兆点、1936年、英国茂伟公司制造成第一台30兆瓦定子线圈用水冷的发电机。
1958年，中国上海电机厂创制成世界首台12兆瓦定于、转于线图都用水内冷(双水内冷）发电机。
1966年，法国试制成一台100兆伏安水内冷发电机。
1971年，中国上海电机厂第一台300兆瓦双水内冷发电机问世。
其后瑞典、瑞士相继制造大容量双水内冷发电机，最大单机容量可达1300兆瓦。
由此可见，从空气表面冷却，到导体内部用氢或水直接冷却，每一次冷技术的突破，都是发电机发展史上的一个里程碑。
随着冷却技术的发展，发电机的结构和制造工艺日趋复杂。
世界各国主要电机制造厂，有各自的制造经验和技术特长，于是出现了冷却方式的多样化，同一单机容量等级的发电机往往有多种冷却方式，除了定子、转子线圈和定子铁芯全空冷、全氢冷、全水冷外，还有分别以水氢氢、水水空、水水氢冷却。
冷却介质空气均为表面冷却；氢气多为内冷，也有表面冷却；水均为内冷。
发电机技术进步的又一重要标志是绝缘材料和导磁材料的改进，当前大容量高电压发电机的主绝缘，由于化学合成技术的进步，长期沿用的天然热塑性沥青大片云母绝缘，已被淘汰，而普遍采用热固性合成树脂粉云母新绝缘。
1949年，美国威斯汀豪斯电气公司首先应用的合成树脂是不饱和聚酯树脂；通用电气公司则相继采用环氧树脂。
此后各国发展的发电机新绝缘所使用的树脂，都归并到这两大类型中，多年制造和运行经验表明，环氧树脂性能比聚酯树脂优越，原来采用聚酯树脂的电机制造厂，也都在逐步改用环氧树脂。
硅钢片是发电机的主要导磁材料，用于定子的铁芯，约占发电机总重量的30%~35%。
铁芯中磁场变化产生的损耗（铁损）在整个发电机损耗中所占比重约15%~20%，铁损一直作为衡量硅钢片技术经济的主要指标，需要降低铁损来提高发电机的效率。
世界各国电机制造厂都在力求降低硅钢片的铁损值，尤其是降低冷轧单取向硅钢片铁损。
20世纪60年代厚0.35毫米冷轧单取向硅钢片铁损一般为每千克0.6瓦以上(最低每千克0.51瓦），到70年代已降低到每千克0.4瓦以下(最低每千克0.36瓦）。
冷轧单取向硅钢片的性能优于热轧硅钢片，同样尺寸铁芯的75兆汽轮发电机，前者铁损比后者要少约50%。
20世纪70年代以来，同步发电机单机容量的增大已接近极限，需要在技术上有所突破，不少世界著名电机制造厂在研制各类新型发电机，其中最有发展前途的是超导发电机和磁流体发电机，它们使发电机的发展步入了一个新台阶。
