同步发电机被原动机拖动到同步转速，转子的励磁绕组通以直流电流，而定子绕组开路时的运行称为空载运行。此时电机气隙中存在的磁场就是由直流励磁电流产生的励磁磁场，因为同步发电机处于空载状态，所以又称为空载磁场或主磁场。
空载磁场分布如图1所示，图中既交链转子又交链定子的磁通称为主磁通，即空裁时的气隙磁通，它的磁密波是沿气隙圆周空间分布的近似正弦波形。忽略高次谐波分量，主磁通基波每极磁通量用Φ。表示。励磁电流建立的磁通还有一小部分是仅交链励磁绕组本身，而不穿过气隙与定子绕组交链，称其为主极漏磁通，用亚表示，它不参与同步发电机的机电能量转换。
图1 凸极式同步发电机 的空载磁场分布
主磁通所经路径称为主磁路。它出主极铁芯（转子N极）→气隙→电枢（定子）齿→电枢磁轭→电枢齿→气隙→另→主极铁芯（转子S极）转子磁轭，形成闭合磁路。漏磁通的路径主要由空气和非磁性材料等组成，两者相比，主磁路的磁阻要小得多，所以在磁极磁势的作用下，主磁通远大于漏磁通。
