有刷电机工作时，磁钢和碳刷不旋转，转子、线圈和换向器旋转。以刷电机的物理模型图为例，阐述了刷电机的工作原理。

其中，固定部分有磁铁，这里称为主磁极。此外，固定部分还有电刷。旋转部分包括环形铁芯和绕在环形铁芯上的绕组(其中两个小圆圈是为了方便表示位置上导体电势或电流的方向而设置的)。

最简单的两极直流电机模型在其固定部分（定子）上安装了一对直流励磁静态主磁极N和S，并在旋转部分（转子）上安装了电枢铁芯。定子和转子之间有一个气隙。电枢铁芯上放置了由两个导体连接的电枢线圈，线圈的第一端和末端分别连接到两个弧形铜片上，称为换向片。换向片相互绝缘，由换向片组成的整体称为换向器。换向器固定在转轴上，换向片和转轴也相互绝缘。一对固定电刷放置在换向片上。当电枢旋转时，电枢线圈通过换向片和电刷与外部电路连接。

当线圈通电时，通电导线周围会产生磁场，两对磁极相互作用，使转子线圈旋转，但当转向相吸位置时，转子不能继续旋转，在选择时必须斟酌电机什么牌子的质量好。

转子的连续旋转可以通过换向器反复切断转子电流和转子电流方向来实现。当定子磁场接近转子磁场的相吸位置时，切断转子线圈电流使转子磁场消失，转子线圈继续在惯性作用下旋转，然后进入反向电流，使转子线圈的磁场极性与之前相反，转子线圈在磁场力的作用下继续旋转。

额外的电源电流是直流的，但由于电刷和换向片的作用，线圈中的电流是交流的，但扭矩的方向是不变的。

固定主磁极和电刷安装在电机的定子侧，电枢绕组和换向器安装在转子侧。直流电源的电能通过电刷和换向器进入电枢绕组，产生电枢电流，电枢电流与主磁场相互作用，产生扭矩，驱动负载旋转。

然而，电刷和换向器的存在使直流电机具有致命的弱点：结构复杂、可靠性差、故障多、维护困难、使用寿命短；换向火花容易形成电磁干扰。因此在购买时需要考虑电机什么牌子的质量好。

实际上，直流电机转子上的绕组不是由一个线圈组成的，而是由多个线圈连接，以减少电机电磁转矩的波动。

直流电机的工作原理总结如下：

② 直流电源通过电刷连接电枢绕组，使电枢导体内有电流流过。

②电机内部有磁场，电机什么牌子的质量好会影响电机磁场。

③载流转子(即电枢)导体将受到电磁力f的影响。f=Blia(左手定则)。

③ 导体产生的电磁力作用于转子，使转子以n(r/min)的速度旋转，从而驱动机械负载。

电动自行车一般有2或4个碳刷，换向片和线圈有很多组，使电机旋转更平稳，效率更高。