利用電能涉及到兩大發明：發電機和電動機——發電機將其他能源轉變成電能，電動機將電能轉變成機械能推動機器。
而這兩種機器工作的基本原理，都是建立在電磁學理論之上的。
因此，發電機和電動機都是在搞清楚了電磁原理之後發明的。
電和磁的關係，是被丹麥物理學家漢斯·奧斯特偶然發現的。
1820年，他在給學生上完課收拾儀器時，無意間發現了通電導線旁邊的磁針會改變方向，並且因此發現了電流的磁效應，這成爲了後來電動機的工作原理。
把電磁關係的研究推向高潮的是法拉第，他的研究成果是發現了磁生電現象，這就爲發電機的出現提供了可能。
但遺憾的是，天才的法拉第沒有受過高等教育，數學很差，沒辦法把自己的理論繼續推進。
他的實驗成果後來被麥克斯韋應用，從而建立起了現代的電磁學理論。
在電學方面，理論的大廈最終是由英國著名科學家麥克斯韋完成的。
如果要問英國在牛頓之後第二個偉大的科學家是誰，恐怕要數麥克斯韋了。
麥克斯韋用數學公理化的方法將安培、法拉第和亨利等人的電磁學理論系統化，把電、磁和光用一組方程式，即麥克斯韋方程組統一起來。
這項成就被譽爲繼牛頓力學之後，物理學的第二次大統一。
愛因斯坦稱讚麥克斯韋是對20世紀最有影響力的19世紀物理學家。
電學成就的第四個高光時刻，就是它的普及和應用。
這個工作，其實是由德國和美國一批真正來自工業界，並且能夠看到電的應用前景的發明家完成的。
這些人認識到電是一種能量，並將它和產業革命聯繫起來了。
世界上第一臺真正能夠工作的交流發電機是由德國的發明家、商業鉅子西門子設計的。
和之前的發明家不同，西門子本身就是一個企業家，他搞發明更多地是爲了應用。
1866年，他受到法拉第研究工作的啓發，發明了交流發電機，隨後就由他自己的公司製造了。
從此人類又能夠利用一種新的能量——電能，並且由此進入了電力時代。
1891年，美國著名發明家尼古拉·特斯拉所在的西屋電氣公司利用他所發明的多相交流發電機開始爲全美國提供照明和動力用電。
短時間內別想整出大型發電廠，甭管多麼落後都被想，什麼火力發電廠、水力發電廠、風力發電廠、核電站等等，都跟林加德沒關係。
他現在能做的就是先把電給鼓搗出來，然後再考慮大規模應用的問題。
這個倒是不難，只要明白原理就不難！
整個發電過程，實際就是把各種能量轉換爲電能的過程。
比如說火力發電站，就是燃燒燃料將其化學能轉換爲熱能，然後在加熱鍋爐中的水成蒸汽，推動汽輪機做功，將熱能轉化爲機械能，最後通過發電機組將機械能轉化爲電能，從而完成整個發電過程。
其它諸如水力、風力、甚至核發電站，工藝流程上也差不多。
在發電廠中，最關鍵的設備就是發電機，它是直接產生電能的設備。
學過初中物理的都知道電磁感應定律：放在變化磁通量的導體，都會產生電動勢。
如果是閉合導體在變化的磁場中，或者閉合導體在磁場中做切割運動，均會在導體中產生電流，這也就是發電機工作的基本原理。
以火力發電爲例，其發電過程如下：使用燃料（如煤）將鍋爐的水燒成水蒸氣（一般是高壓水蒸氣），然後用水蒸氣推動汽輪機轉動
這個就像以前燒煤的火車，只不過蒸汽火車是推動活塞做往復運動，經過機械轉換爲圓周運動，從而帶動火車向前跑。
而火力發電中汽輪機是與發電機連接的，汽輪機帶着發電機的轉子轉動。
發電機裏面有個定子，由鐵芯、機座、線圈等構成，主要用於產生固定磁場。
而發電機中的轉子，主要由轉子繞組、導磁的鐵心以及轉子軸伸、護環、中心環和風扇等組成，在其旋轉的時候，切割定子產生的磁場併產生電動勢。
由於電動勢是在轉子上產生，所以需要使用三個滑環引出三相交流電，並配送出去。
這種發電方式的發電機叫做轉樞式發電機，是從運動的轉子端產生電能，因此功率不能做得很大，放在早期發電機上沒什麼大問題。
後來最常用的發電機工作模式爲轉極式，其結構是在定子上安裝三相線圈匝數相等的線圈繞組，而在轉子上安裝磁極和勵磁繞組，利用二個滑環向轉子勵磁繞組通入直流勵磁電流，在轉子上產生恆定磁場。
當轉子旋轉時，該磁場也跟着旋轉，旋轉的磁場經過定子的三相對稱繞組，相當於定子的三相繞組切割磁場，因此在定子三相繞組中感應三相對稱電勢，連接閉合迴路後就輸出三相交流電。
這種方式由於電能是從固定的定子端產生，沒有運動部件，所以發電功率可以做得很大，後來市面上發電機基本都是使用這種方式。
上面所述就是發電機發電的基本原理和過程，也就是把機械能轉化爲電能的過程。
各種火力、水力、風力、核能等發電廠，都是通過各種方式，將可以利用的能源轉爲可以帶動發電機轉動的機械能。
比如說火力和核能，都是使用熱能加熱水，產生水蒸氣推動汽輪機（汽輪發電機）。
水力發電機，則是通過將水蓄起來，從高處流下推動水輪機，從而帶動發電機轉子轉動（水輪發電機）。
而風力發電機，則是直接利用風力推動風車帶動發電機發電。
當然，發電廠要完成上面這些看似簡單的流程，除了需要製造精良的汽輪機發電機、水輪發電機外，還有相當複雜的配套設備。
比如說火力發電，就包括燃燒系統（包括鍋爐、省煤器、磨媒機、排粉機、送風機、引風機及風管等）；
汽水系統（主要由各類泵、給水加熱器、凝汽器、管道、水冷壁、冷卻系統等）；
電氣系統（汽輪機、發電機、變壓器等）、管網系統、控制系統等組成。
因此，雖然看起來發電的原理挺簡單，但是要真正地將電發出來，可不是一個簡單的工程。