发电机是一种将其他形式的能源转换成电能的机械设备，其原理基于电磁感应定律和电磁力定律。

一、机械能转化为机械运动

首先，发电机需要一种机械能源来驱动。这种能源可以是多种形式的，例如：

1. 水力：通过水流的能量推动水轮机旋转。水流具有一定的速度和压力，冲击水轮机的叶片，使水轮机转动起来。

2. 风力：风力吹动风力发电机的叶片。当风吹过叶片时，由于叶片的特殊形状，风的动能转化为叶片的旋转动能，从而带动转子转动。

3. 火力：以燃烧燃料（如柴油、汽油等）产生的热能来驱动汽轮机或活塞。例如柴油机，燃料在汽缸内燃烧，产生高温高压气体推动活塞做往复运动，进而通过连杆带动曲轴旋转；汽油机也是类似的原理。

4. 原子核裂变：在核电站中，原子核裂变释放出巨大能量，这些能量被用来产生蒸汽，驱动蒸汽轮机旋转。

二、电磁感应产生电能

当机械能源驱动转子和定子相对运动时，就开始了电能的产生过程。

1. 直流发电机

   - 在直流发电机中，有一个旋转的磁场（由励磁机或电池提供），与一个固定的导体（定子）相互作用。当这个磁场旋转时，定子中的导线会切割磁力线。

   - 根据法拉第电磁感应定律，导线中就会产生感应电动势。由于直流发电机特殊的结构，如换向器的存在，使得感应电动势在外电路中表现为直流电。

2. 交流发电机

   - 交流发电机的原理也是基于电磁感应定律。一个固定的磁场（可以由永久磁铁或励磁机产生）和一个旋转的线圈（转子）相互作用。

   - 当转子在磁场中旋转时，转子的磁场相对于定子绕组的位置不断变化，使得每个线圈部分依次穿过磁场。

   - 根据电磁感应定律，就会在线圈中产生交替的感应电动势，从而在线圈中产生交流电。

三、电能的输出与调整

产生的电能会被收集起来，通过输出端传输到负载设备或者输电线中。并且，人们可以通过调整发电机的结构（如线圈匝数、磁极数量等）、使用的材料（例如导线的导电性）以及运行参数（像转速等），来控制输出的电压和电流大小，以满足不同的用电需求。