一条定律：法拉第电磁感应定律
科学家发现：一块金属，比如一根铜线，在磁场中运动，金属内部会产生电场。
这块导体的运动要符合垂直于磁力线的条件，至少要存在垂直于磁力线的运动分量。什么是磁力线呢，可以简单理解为两个相反磁极之间的连线。什么是磁极呢，就是一块磁铁的两端，同性相吸，异性相斥。
发电机就是基于这条定律而来，金属内部产生了电场，金属内部的电荷就会沿着电场流动。如果这块金属不是一个环，电荷就会积累在两端，以电压的形式存在，把这块金属接在一个回路中（回路除金属以外的其他部分并没有在磁场中），就产生了电流，于是，发电机发出了电。
当然，发电机的设计是另外一回事了，基本原则就是固定住永磁体或者是金属，让金属或者是永磁体不停的运动，运动是相对的，那块不停的在磁场中运动的金属就会源源不断的发电。
从上面可以看出，发电过程中，消耗能量的部分就是那块金属在磁场中的运动维持。由这一点可以区分不同的发电机，水力发电机就是利用水从高处落下的能量维持金属的运动，火电就是利用火烧开水产生的蒸汽的力量维持金属运动。