直流电机可分为直流电动机和直流发电机两大类，其作业原理可经过模型加以阐明。

  图11所示为直流发电机的物理模型。在图11中N、S为磁场，磁极固定不动，称为直流电机的定子。abcd是固定在可旋转导磁圆柱体上的线圈，线圈连同导磁圆柱体是直流电机可滚动部分，称为电机转子(又称电枢)。线圈的首结尾a、d衔接到两个彼此绝缘并可以随线圈一起滚动的导电片上，该导电片称为换向片。转子线圈与外电路的衔接是经过放置在换向片上固定不动的电刷进行的。在定子与转子间有空隙存在，称为空气隙，简称气隙。

  在直流发电机的模型中，当有原动机拖动转子以必定的转速逆时针旋转时，依据电磁感应规律可知，在线圈abcd中将产生感应电动势。

  式中，e为导体感应电动势，单位为V;BX为导体地点处的磁通密度，单位为Wb/m ;l为导体ab或cd的有用长度，单位为m;v为导体ab或cd与BX间的相对线速度，单位为m/s。

  导体中感应电动势的方向可用右手定则确认。在逆时针旋转状况下，如图11(a)所示导体ab在N 极下，感应电动势的极性为a点高电位，b点低电位;导体cd在S 极下，感应电动势的极性为c点高电位，d点低电位，在此状态下电刷A的极性为正，电刷B的极性为负。当线(b)，导体ab在S极下，导体ab则在N极下，此刻导体中的感应电动势方向已改动，但因为本来与电刷A触摸的换向片现已与电刷B触摸，而与电刷B触摸的换向片时换到与电刷A触摸，因而电刷A的极性仍为正，电刷B的极性仍为负。

  从图11中可以精确的看出，和电刷A触摸的导体总是坐落N极下，和电刷B触摸的导体总是坐落S极下，因而电刷A的极性总为正，而电刷B的极性总为负，在电刷两头可获得直流电动势。

  实践直流发电机的电枢是结合实践使用状况需求有多个线圈。线圈散布于电枢铁心外表的不同方位上，并依照必定的规则衔接起来，构成电机的电枢绕组。磁极也是依据本身的需求N、S极替换放置多处。

  把电刷A、B接到一直流电源上，电刷A接电源的正极，电刷B接电源的负极，依据电枢线圈中将有电流流过。

  如图12(a)所示，设线圈的ab边坐落N极下，线圈的cd边坐落S极下，载流导体在磁场中遭到电磁力的效果，其巨细为：

  式中，f为电磁力，单位为N ;BX为导体地点处的磁通密度，单位为Wb/m ;l为导体ab或cd的有用长度，单位m;i为导体中流过的电流，单位为A。

  导体受力方向由左手定则确认。在图12(a)的状况下，坐落N极下的导体ab受力方向为从右向左，而坐落S极下的导体cd受力方向为从左到右。导体所受电磁力对轴产生一转矩，这种因为电磁效果产生的转矩称为电磁转矩，电磁转矩的方向为逆时针。当电磁转矩大于阻力矩时，线圈按逆时针方向变为从右向左;而原坐落N极下的导体ab转到S极下，导体ab受力方向变为从左向右，该转矩的方向仍为逆时针方向，线圈在此转矩效果下持续按逆时针方向旋转。这样尽管导体中流转的电流为交变的，但N极下的导体受力方向和S极下导体受力的方向并未产生显着的改变，电动机在此方向不变的转矩效果下滚动。

  任何一台电机既可作发电机运转，也可作电动机运转，这一性质称为电机的可逆原理。电机的可逆原理不只适用于直流电机，也适用于沟通电机。电机的实践运转方法由外施条件决议：假如电机转子输入机械能，而电枢绕组输出电能，电机作为发电机运转;假如在电枢绕组中输入电能，转子输出机械能，则电机作为电动机运转。