汽車發電機就是整體交流發電機，它的工作原理是：
當外電路通過電刷使勵磁繞組通電時，便產生磁場，使爪極被磁化為N極和S極。當轉子旋轉時，磁通交替地在定子繞組中變化，根據電磁感應原理可知，定子的三相繞組中便產生交變的感應電動勢。這就是交流發電機的發電原理。
由原動機（即發動機）拖動直流勵磁的同步發電機轉子，以轉速n(rpm)旋轉，三相定子繞阻便感應交流電勢。定子繞阻若接入用電負載，電機就有交流電能輸出，經過發電機內部的整流橋將交流電轉換成直流電從輸出端子輸出。
交流發電機分為定子繞組和轉子繞組兩部分，三相定子繞組按照彼此相差120度電角度分佈在殼體上，轉子繞組由兩塊極爪組成。當轉子繞組接通直流電時即被勵磁，兩塊極爪形成N極和S極。磁力線由N極出發，透過空氣間隙進入定子鐵心再回到相鄰的S極。轉子一旦旋轉，轉子繞組就會切割磁力線，在定子繞組中產生互差120度電度角的正弦電動勢，即三相交流電，再經由二極管組成的整流元件變為直流電輸出。
當開關閉合後，首先由蓄電池提供電流。電路為：
蓄電池正極→充電指示燈→調節器觸點→勵磁繞阻→搭鐵→蓄電池負極。此時，充電指示燈由於有電流通過，所以燈會亮。
但發動機起動後，隨着發電機轉速提高，發電機的端電壓也不斷升高。當發電機的輸出電壓與蓄電池電壓相等時，發電機“B”端和“D”端的電位相等，此時，充電指示燈由於兩端電位差為零而熄滅。指示發電機已經正常工作，勵磁電流由發電機自己供給。發電機中三相繞阻所產生的三相交流電動勢經二極管整流後，輸出直流電，向負載供電，並向蓄電池充電。
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