根據(jù)物理學(xué)知識，若用外力使圖2.12中的矩形線圈abcd繞軸旋轉(zhuǎn)，則線圈abcd將切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，通過電刷A、B向外電路提供直流電能，這就是直流發(fā)電機的工作原理。

一臺直流電機原則上既可以作為電動機運行，也可以作為發(fā)電機運行，這種原理在電機理論中稱為可逆原理。如用外部直流電源，經(jīng)電刷換向器裝置將直流電流引向電樞繞組，則此電流與主磁極N、S產(chǎn)生的磁場互相作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子與連接于其上的機械負(fù)載工作，此時電機作為直流電動機運行。

當(dāng)原動機驅(qū)動電樞繞組在主磁極N、S之間旋轉(zhuǎn)時，電樞繞組上感生出電動勢，經(jīng)電刷、換向器裝置整流為直流后，引向外部負(fù)載（或電網(wǎng)），對外供電，此時電機作為直流發(fā)電機運行。