Het werkingsprincipe van een alternator is zeer eenvoudig. Het is net als het basisprincipe van een DC generator. Het is ook afhankelijk van de wet van Faraday van elektromagnetische inductie die zegt dat de stroom wordt geïnduceerd in de geleider binnen een magnetisch veld wanneer er een relatieve beweging is tussen die geleider en het magnetische veld.
Om de werking van de alternator te begrijpen, moeten we denken aan een enkele rechthoekige draai geplaatst tussen twee tegenovergestelde magnetische polen zoals hierboven getoond.
Zeg dat deze enkele draai lus ABCD kan draaien tegen de as a-b. Stel dat deze lus met de klok mee begint te draaien. Na een draaiing van 90o komt de zijde AB of geleider AB van de lus voor de S-pool en geleider CD voor de N-pool. In deze positie staat de tangentiële beweging van geleider AB juist loodrecht op de magnetische fluxlijnen van N- naar S-pool. Vandaar dat de snelheid van fluxafsnijding door de geleider AB hier maximaal is en voor die fluxafsnijding zal er een geïnduceerde stroom in de geleider AB zijn en de richting van de geïnduceerde stroom kan worden bepaald door de rechterhandregel van Fleming. Volgens deze regel zal de richting van deze stroom zijn van A naar B. Tegelijkertijd komt geleider CD onder pool N en ook hier als we de rechterhandregel van Fleming toepassen zullen we de richting van de geïnduceerde stroom krijgen en deze zal zijn van C naar D.
Nu na een draaiing van nog eens 90o met de klok mee komt de draaiing ABCD op de verticale positie zoals hieronder getoond. In deze positie is de tangentiële beweging van geleider AB en CD evenwijdig aan de magnetische fluxlijnen, vandaar zal er geen flux snijden dat is geen stroom in de geleider.
Terwijl de bocht ABCD van een horizontale positie naar een verticale positie komt, vermindert de hoek tussen fluxlijnen en bewegingsrichting van geleider, van 90o naar 0o en dientengevolge wordt de geïnduceerde stroom in de bocht van zijn maximumwaarde tot nul gereduceerd.
Na nog een draaiing van 90o met de wijzers van de klok mee komt de bocht weer in horizontale positie, en hier komt geleider AB onder de N-pool en CD onder de S-pool, en als we hier opnieuw de rechterhandregel van Fleming toepassen, zien we dat de geïnduceerde stroom in geleider AB, van punt B naar A loopt en de geïnduceerde stroom in geleider CD van D naar C loopt.
Aangezien de bocht in deze positie vanuit zijn verticale positie in een horizontale positie komt, bereikt de stroom in de geleiders zijn maximumwaarde vanuit het nulpunt. Dat betekent dat de stroom in de bocht circuleert van punt B naar A, van A naar D, van D naar C en van C naar B, op voorwaarde dat de lus gesloten is, hoewel dat hier niet wordt getoond. Dat betekent dat de stroom omgekeerd is aan die van de vorige horizontale positie, toen de stroom circuleerde als A → B → C → D → A.
Terwijl de draai verder gaat naar zijn verticale positie wordt de stroom weer tot nul gereduceerd. Dus als de draai blijft draaien, wisselt de stroom op zijn beurt voortdurend van richting. Tijdens elke volledige omwenteling van de draai bereikt de stroom op zijn beurt geleidelijk zijn maximumwaarde, neemt dan af tot nul en bereikt dan opnieuw zijn maximumwaarde, maar in tegengestelde richting en neemt dan opnieuw af tot nul. Op deze manier voltooit de stroom één volledige sinuscyclus tijdens elke omwenteling van 360o van de draai. We hebben dus gezien hoe wisselstroom wordt geproduceerd in een bocht die binnen een magnetisch veld wordt gedraaid. Van hieruit komen we nu tot het eigenlijke werkingsprincipe van een alternator.
Nu plaatsen we één stationaire borstel op elke sleepring. Als we twee klemmen van een externe belasting met deze twee borstels verbinden, krijgen we een wisselstroom in de belasting. Dit is ons elementaire model van een alternator.
Hebben we het basisprincipe van een alternator begrepen, laten we nu inzicht krijgen in het basis werkingsprincipe van een praktische alternator. Bij de bespreking van het basisprincipe van de werking van een alternator hebben we ervan uitgegaan dat het magnetisch veld stationair is en de geleiders (anker) roteren. Maar over het algemeen zijn in de praktische constructie van een wisselstroomdynamo de geleiders van het anker stationair en roteren de veldmagneten tussen hen in. De rotor van een wisselstroomdynamo of een synchrone generator is mechanisch gekoppeld aan de as of de turbinebladen, die met synchrone snelheid Ns onder één of andere mechanische kracht wordt doen roteren, hetgeen resulteert in het snijden van de magnetische flux van de stationaire ankergeleiders die op de stator zijn ondergebracht.
Als direct gevolg van deze fluxafsnijding begint een geïnduceerde emf en stroom door de ankergeleiders te lopen, die eerst de eerste halve cyclus in de ene richting lopen en vervolgens de tweede halve cyclus in de andere richting voor elke wikkeling met een bepaalde tijdvertraging van 120o als gevolg van de ruimteverplaatste plaatsing van 120o tussen hen, zoals in de onderstaande figuur wordt getoond. Dit bijzondere verschijnsel resulteert in een stroom van drie fasen uit de alternator, die vervolgens wordt doorgegeven aan de distributiestations voor huishoudelijk en industrieel gebruik.