为什么交流电方和大小向会一直变化呢？这个就得从交流发电机的原理来分析了。
交流发电机原理
在讲交流发电机的原理之前，首先要复习一下电磁感应现象。
电磁感应现象是这样描述的：一根导线在磁场中垂直作切割磁感线运动，那么该导线两端就会产生一个感应电动势（可以简单理解成产生一个电压）。这个电动势（电压）的大小和磁场强度、导线切割磁场速度及线圈匝数等有关，它的方向可以用右手定则来判定。

右手定则：伸出右手，让四指和大拇指垂直并处于同一平面上。让磁感线穿过掌心，大拇指指向导体运动方向，那么四指所指的方向就是电流方向。
很多朋友把左手定则和右手定则搞混乱，我们只需要记住判断力的方向用左手，其他都用右手就可以了。

电流方向变化
搞明白这个以后，然后我们再来看交流发电机的原理。（为了简便，这里就以单相发电机为例）

假设发电机线圈一直按逆时针旋转，那么在上图这个状态，ab边是朝下运动，cd边朝上运动，磁场方向为从N极指向S极。根据右手定则可以得出，ab边感应电动势方向为a--b，cd边感应电动势方向为c--d。此时电灯两端电流从1流入、从2流出。

当线圈旋转180度以后，变成上图这个状态。此时，ab边是朝上运动，cd边朝下运动，磁场方向依然是从N极指向S极。根据右手定则可以得出，ab边感应电动势方向为b--a，cd边感应电动势方向为d--c。此时电灯两端电流从2流入、从1流出，方向已经发生改变。
当线圈再次旋转180度，线圈位置又回到了第一个图片的状态，电流方向也回到第一个图片的状态。如果线圈一直旋转，那么交流电的电流就会一直变化。
从上面分析可以得出，当线圈旋转一圈，交流电方向刚好变化一次。如果交流发电机一秒钟旋转50圈，那么电流也跟着变化50次，也就是我们常说的频率为50HZ（赫兹）。
电流大小变化
既然发电机的发电是来自于线圈切割磁感线，那么发电的电流大小必然和磁感线相关。实际上，发电机的电流大小和单位时间内切割磁感线的数量成正比，即当线圈切割的磁感线越多，产生的电流就越多。
如下图所示：

当发动机转子旋转时，线圈进行切割磁感线的运动，随着线圈与y轴的夹角越来越大，切割的磁感线的数量就会越来越少，产生的电流也就会越来越少。当旋转至x轴下方时电流又会越来越大，因为切割的磁感线数量会变大。
当绿线与y轴的夹角θ越来越大，红线与绿线的比值sin(θ)j就会变大，假设红线长度（水平位移距离）为y,那么y=sin(θ)*绿线长度，由于绿线长度恒定不变(假设为10)，那么y= 10*sin（θ),也就是说，电流大小随转动角度变化的函数时一条正弦函数，所以说交流电叫做正弦交流电
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