4-3. Принцип работы машины постоянного тока
Упрощенная схема работы машины постоянного тока показана на рис. 4-7. Щетки присоединены к ножам перекидного рубильника переключателя 1, что позволяет соединять якорь с нагрузкой 
или с питающей сетью. Обмотка возбуждения 2 подключена к внешней сети.
Рис. 4-7. Принцип работы машины постоянного тока.
Пусть якорь, соединенный с электрической нагрузкой 
, приводится во вращение первичным двигателем, например тепловым. Тогда в обмотке якоря, вращающейся в магнитном поле, созданном током возбуждения 
наводится э. д. с. Е и в сопротивлении 
проходит ток. Направление э. д. с. и тока в якоре 
найденное по правилу правой руки, показано на рис. 4-7. Направление электромагнитных сил 
, действующих на провода с током, находящиеся в магнитном поле, так же показано на рис. 4-7. Эти силы создают тормозной момент на валу машины. Первичным двигателем создается вращающий момент 
встречный тормозному мбменту. Такий образом, как это было показано в § 3-13, машина работает в режиме генератора, превращая механическую энергию в электрическую.
По закону Ома ток
Следовательно,
т. е. э. д. с. Е генератора больше напряжения U на величину падения напряжения в якоре 
.
Если вал этой машины отсоединить от первичного двигателя, а ножи переключателя 1 перевести в верхнее положение (рис. 4-7), то в обмотке якоря установится ток 
направление которого обратно рассмотренному ранее.
Электромагнитные силы, созданные взаимодействием этого тока и магнитного поля, имеют также обратное направление и будут создавать вращающий момент 
, под действием которого якорь будет вращаться в прежнем направлении. В этом случае электрическая энергия, поступающая из сети, превращается в механическую (см. § 3-14) и машина работает электродвигателем.
Коллектор и щетки осуществляют переключение секций обмотки вращающегося якоря таким образом, чтобы при переходе активных проводников из зоны северной полярности в зону южной в них изменялось направление тока, что необходимо для сохранения постоянного направления вращения.
В обмотке якоря электродвигателя, так же как и в обмотке генератора, наводится э. д. с. Е. Только теперь направление ее будет встречно току 
, в чем легко убедиться, применив правило правой руки. Эта э. д. с. называется встречной э. д. с. или противо-э. д. с.
По второму закону Кирхгофа
а ток
При работе машины электродвигателем э. д. с. Е меньше напряжения на зажимах якоря U на величину падения напряжения в обмотке якоря 
Изменение направления вращения электродвигателя производится изменением направления тока в цепи якоря или в обмотке возбуждения. Одновременное изменение направлений токов в обеих обмотках не вызывает изменения направления вращения, в чем легко убедиться, рассматривая рис. 4-7.
