为什么同步发电机空载气隙磁场是正弦的？

电机学教材中提到的气隙磁场在空载运行时是正弦的，这应该是写书时理想化的假设和简化。为了简单，方便学生学习。

当电机是教材分析时，使用最传统的电机模型。用两个同心圆来代表定子和转子，气隙是同心圆之间的环形部分。如果是均匀磁场，磁力线在空间各处都是平行的，即平行直线。

在这种情况下，不同的平行直线穿过圆环的长度是不同的，即通过气隙的长度是不同的。但由于同步发电机是DC励磁的，单个导体产生的磁动势是相同的、恒定的，所以用安培环路定理计算的气隙中的磁场强度并不是处处相同的，这与假设的均匀磁场相矛盾，所以气隙中不存在均匀磁场。

同步特征:

同步发电机的外特性一般是指发电机机端电压在内电势不变，负载电流变化时的变化曲线，主要是测试发电机的纵向同步电抗，即发电机的内阻抗，它是同步发电机负载能力的重要指标。

而同步发电机多采用晶闸管快速励磁和阻尼绕组，其纵向同步电抗多为瞬态，远小于稳态值。另外，由于励磁系统的调整，可以人为地制造外部特征，可以是正的，也可以是负的。

正向外特性是端电压随着负载电流的增大而减小，负向外特性是端电压随着负载电流的增大而增大。一般可以在正负15%的范围内调节励磁系统。