电机中存在着磁路和电路，电和磁的联系可通过电磁感应定律来分析。
一、直流电机的工作原理
1、直流电动机的工作原理：
在图中，线圈连着换向片，换向片固定于转轴上，随电机轴一起旋转，换向片之间及换向片与转轴之间均互相绝缘，它们构成的整体称为换向器。电刷A、B在空间上固定不动。
在电机的两电刷端加上直流电压，由于电刷和换向器的作用将电能引入电枢线圈中，并保证了同一个极下线圈边中的电流始终是一个方向，继而保证了该极下线圈边所受的电磁力方向不变，保证了电动机能连续地旋转，以实现将电能转换成机械能以拖动生产机械，这就是直流电动机的工作原理。注意：每个线圈边中的电流方向是交变的。
2、直流发电机的工作原理：
如图，当用原动机拖动电枢逆时针方向旋转，线圈边将切割磁力线感应出电势，电势方向可据右手定则确定。由于电枢连续旋转，线圈边ab、cd将交替地切割N极、S极下的磁力线，每个线圈边和整个线圈中的感应电动势的方向是交变的，线圈内的感应电动势是交变电动势，但由于电刷和换向器的作用，使流过负载的电流是单方向的直流电流，这一直流电流一般是脉动的。
在图中，电刷A所引出的电动势始终是切割N极磁力线的线圈边中的电动势，它始终具有正极性;电刷B始终具有负极性。这就是直流发电机的工作原理。
3、电机理论的可逆性原理：
从基本电磁过程看，一台直流电机既可作为电动机运行，也可作为发电机运行，只是外界条件不同而已。
当外加直流电压，可作为拖动生产机械的电动机运行，将电能变换为机械能。
若用原动机拖动电枢旋转，可输出电能，为发电机运行，将机械能变换为电能。
二、直流电机的结构：
电机要实现机电能量变换，电路和磁路之间必须有相对运动。所以旋转电机具备静止的和旋转的两大部分。静止和旋转部分之间有一定大小的间隙，称为气隙。
静止的部分称为定子，作用是产生磁场和作为电机的机械支撑。包括主磁极、换向极、机座、端盖、轴承、电刷装置等。
旋转部分称为转子或电枢，作用是感应电势实现能量转换。包括电枢铁心，电枢绕组，换向器、轴和风扇等。
(一)、定子部分：
1、主磁极：也称为主极。作用是产生气隙磁场。
2、换向极：也称为附加极或间极。作用是改善换向。装在主极之间。
3、机座：由铸钢或厚钢板焊成。是电机的机械支撑。
4、电刷装置：将直流电压、电流引入或引出的装置。其组数与主极极数相等。
(二)、转子部分：
1、电枢铁心：主磁路的主要部分及嵌放电枢绕组， 由硅钢片迭压而成。
2、电枢绕组：由许多按一定规律联接的线圈组成。 用来感应电动势和通过电流，是电路的主要部分。
3、换向器：由许多彼此绝缘的换向片构成。
三、直流电机按励磁方式分类：
可按结构、用途、容量大小等分类
。在此，据励磁电路与电枢电路的联接关系分类更有意义。
1、他励直流电机：
励磁回路的电流由外电源供给，与电枢回路没有电的联系。
2、并励直流电机：
励磁回路与电枢回路是并联的。励磁回路两端的电压就是电枢回路两端的电压。
3、串励直流电机：
励磁回路与电枢回路是串联的。励磁回路的电流与电枢回路的电流相等。
4、复励直流电机：
主极有两个励磁绕组，其一与电枢绕组并联，另一个和电枢绕组串联。
四、直流电机的铭牌数据
制造厂家按照国家标准，据电机设计和试验而规定的每台电机正常运行时有关电量或机械量数据。标记在电机的铭牌上或产品说明书上。
