图 2 换向器在直流电机中的作用

    当电刷 A 和 B 分别与直流电源的正极和负极接通时，电流从电刷 A 流入，而从电刷 B

流出。这时线圈中的电流方向是从 a 流向 b，再从 c 流向 d。我们知道，载流导体在磁场中

要受到电磁力，其方向由左手定则来决定。当电枢在图 7-5（a）所示的位置时，线圈 ab

边的电流从 a 流向 b，用表示，cd 边的电流从 c 流向 d，用⊙表示。根据左手定则可以判

断出，ab 边受力的方向是从右向左，而 cd 边受力的方向是从左向右。这样，在电枢上就

产生了反时针方向的转矩，因此电枢就将沿着反时针方向转动起来。
    当电枢转到使线圈的 ab 边从 N 极下面进入 S 极，而 cd 边从 S 极下面进入 N 极时，与

线圈 a 端联接的换向片 1 跟电刷 B 接触，而与线圈 d 端联接的换向片 2 跟电刷 A 接触，

如图 2（b）所示。这样，线圈内的电流方向变为从 d 流向 c，再从 b 流向 a，从而保持在

N 极下面的导体中的电流方向不变。因此转矩的方向也不改变，电枢仍然按照原来的反时

针方向继续旋转。由此可以看出，换向片和电刷在直流电机中起着改换电枢线圈中电流方

向的作用。

    图 1 所示的直流电动机，只有一匝线圈，它所受到的电磁力是很小的，而且有较大的

脉动。如果由直流电源流入线圈的电流大小不变，磁极磁密在垂直于导体运动方向的空

间按正弦规律分布，电枢为匀速转动时，此电机有电流和磁场产生的电磁转矩随时间变
化的波形，如图 3 所示。由图可以看出，转矩是变化的，除了平均转矩外，还包含着交

变转矩。为了克服这些缺点，实际的电动机都是由很多匝线圈组成，并且按照一定的联
接方法分布在整个电枢表面上，通常称为电枢绕组。随着线圈数目的增加，换向片的数

目也相应地增多，由许多换向片组合起来的整体叫做换向器。

       

        图 3 平均电磁转矩的产生