1. Kerncomponenten: het bouwen van het ‘structurele raamwerk’ voor richtingskracht

• Stator: Als vast onderdeel van de motor bestaat hij voornamelijk uit de magnetische hoofdpolen, een frame en borstels. De magnetische hoofdpolen zijn meestal omwikkeld met veldwikkelingen; wanneer er gelijkstroom doorheen loopt, wordt een constant magnetisch veld (met afwisselende N- en Z-polen) gegenereerd, waardoor de rotor een omgeving krijgt waarin hij kracht kan uitoefenen. De borstels zijn vast op het frame bevestigd: het ene uiteinde is aangesloten op een externe gelijkstroomvoeding en het andere uiteinde staat in contact met de commutator van de rotor, die verantwoordelijk is voor de stroomoverdracht naar de rotor.
• Rotor (anker): Deze bevindt zich in het magnetische veld van de stator, kan rond de motoras draaien en bestaat uit een ankerkern en ankerwikkelingen. De ankerkern wordt gemaakt door siliciumstaalplaten te stapelen om wervelstroomverliezen te verminderen. De ankerwikkelingen zijn volgens een specifiek patroon in de sleuven van de kern gewikkeld en dienen als kerncomponent voor het genereren van elektromagnetische kracht door de interactie tussen stroom en magnetisch veld.
• Commutator: Een "belangrijke innovatie" van gelijkstroommotoren. Deze is bevestigd op de rotoras en verbonden met beide uiteinden van de ankerwikkelingen. Hij bestaat uit meerdere geïsoleerde koperen segmenten (het aantal koperen segmenten komt overeen met het aantal windingen in de ankerwikkelingen). Als "stroomrichtingomvormer" verandert hij de stroomrichting in de ankerwikkelingen in realtime door middel van glijdend contact met de borstels.

2. Werkingsmechanisme: de “kernlogica” voor het bereiken van continue rotatie

• Gerichte generatie van elektromagnetische kracht: Wanneer externe gelijkstroom via de borstels in de commutator en vervolgens in de ankerwikkelingen stroomt, ondervinden de geleiders van de ankerwikkelingen – die zich in het constante magnetische veld van de stator bevinden – een elektromagnetische kracht volgens de linkerhandregel van Fleming. Geleiders onder de noordpool van de stator ondervinden bijvoorbeeld een kracht naar rechts, terwijl die onder de zuidpool een kracht naar links ondervinden. Deze krachten vormen samen een elektromagnetisch koppel dat de rotor met de klok mee laat draaien.
• Commutatiefunctie van de commutator: Wanneer de rotor draait tot het punt waar "de geleiders van de ankerwikkelingen de middellijn van de magnetische polen van de stator kruisen", en de stroomrichting onveranderd blijft, zal de richting van het magnetische veld dat op de geleiders inwerkt, omkeren, waardoor de richting van de elektromagnetische kracht ook omkeert en de rotor niet meer continu kan draaien. Op dit punt draait de commutator synchroon met de rotor. Door het schakelen van het contact tussen de kopersegmenten en de borstels, keert hij de stroomrichting in de geleider precies om - de stroom die oorspronkelijk naar binnen stroomde, stroomt nu naar buiten - terwijl de richting van de elektromagnetische kracht gelijk blijft (de rotor blijft met de klok mee draaien). Deze cyclus herhaalt zich: elke keer dat de rotor 180° draait, past de commutator de stroomrichting één keer aan, waardoor de rotor altijd een elektromagnetisch koppel in dezelfde richting ontvangt en continue rotatie mogelijk is.

3. Praktische betekenis van het principe: het bepalen van de prestaties en toepassingen van DC-motoren