2 和电刷 A 接触，它的电位仍然是正。而与线圈 a 端连接的铜片 1 则和电刷 B 接触，它的
电位仍然是负。接通外电路时，电流仍然是从电刷 A 经负载流入电刷 B，与线圈一起构成

 

闭合的电流通路。不过，要注意到这时线圈内的电流已经反向了。

    由此可知，当线圈不停地旋转时，虽然与两个电刷接触的线圈边不停的变化，但是，
电刷 A 始终是正电位，电刷 B 始终是负电位。因此，有两电刷引出的是具有恒定方向的电
动势，负载上得到的是恒定方向的电压和电流。也就是说，尽管线圈 abcd 中感应电动势
的方向不断交变，但是电刷 A 总是和处在 N 极范围内的线圈边接触，电刷 B 总是和处在
S 极范围内的线圈边相接触，它们的极性始终不变。于是，线圈中的交流电经过铜片和电
刷整流后，便成为外电路中的直流电了。这两个半圆形的铜片就叫做换向片，它们合在一

 

起叫做换向器。

     

 

 

二、 直流电动机的基本工作原理

     

 

上面已经讨论了直流发电机的工作原理，现在再来讨论直流电动机是怎样工作的。

     如果直流电机的转子不用原动机拖动，而把它的电刷 A、B 接在电压为 U 的直流电源
上（如图 2 所示），那么会发生什么样的情况呢？从图上可以看出，电刷 A 是正电位，B
是负电位，在 N 极范围内的导体 ab 中的电流是从 a 流向 b，在 S 极范围内的导体 cd 中
的电流是从 c 流向 d。前面已经说过，载流导体在磁场中要受到电磁力的作用，因此，ab
和 cd 两导体都要受到电磁力 Fde 的作用。根据磁场方向和导体中的电流方向，利用电动
机左手定则判断，ab 边受力的方向是向左，而 cd 边则是向右。由于磁场是均匀的，导体
中流过的又是相同的电流，所以，ab 边和 cd 边所受电磁力的大小相等。这样，线圈上就
受到了电磁力的作用而按逆时针方向转动了。当线圈转到磁极的中性面上时，线圈中的电
流等于零，电磁力等于零，但是由于惯性的作用，线圈继续转动。线圈转过半州之后，虽
然 ab 与 cd 的位置调换了，ab 边转到 S 极范围内，cd 边转到 N 极范围内，但是，由于换
向片和电刷的作用，转到 N 极下的 cd 边中电流方向也变了，是从 d 流向 c，在 S 极下的
ab 边中的电流则是从 b 流向 a。因此，电磁力 Fdc 的方向仍然不变，线圈仍然受力按逆时
针方向转动。可见，分别处在 N、S 极范围内的导体中的电流方向总是不变的，因此，线
圈两个边的受力方向也不变，这样，线圈就可以按照受力方向不停的旋转了，通过齿轮

 

或皮带等机构的传动，便可以带动其它工作机械。

    从以上的分析可以看到，要使线圈按照一定的方向旋转，关键问题是当导体从一个磁
极范围内转到另一个异性磁极范围内时（也就是导体经过中性面后），导体中电流的方
向也要同时改变。换向器和电刷就是完成这个任务的装置。在直流发电机中，换向器和电
刷的任务是把线圈中的交流电变为直流电向外输出；而在直流电动机中，则用换向器和
电刷把输入的直流电变为线圈中的交流电。可见，换向器和电刷是直流电机中不可缺少的

 

关键性部件。
        
当然，在实际的直流电动机中，也不只有一个线圈，而是有许多个线圈牢固地嵌在转子
铁芯槽中，当导体中通过电流、在磁场中因受力而转动，就带动整个转子旋转。这就是直

 

流电动机的基本工作原理。