工作模式：电机模式：

能量转换方向：直流电能→机械能，核心定律：左手定则（安培定律），效应描述：带电导体在磁场中会受到“电磁力”，驱动导体（或线圈）运动

2、关键结构：实现电磁效应的核心部件
为了保证“电磁力”的稳定转换，直流电机需要具备以下五个核心部件，并各自具备联锁功能：

定子：固定在机壳内部，通常由永久磁铁（小功率电机）或励磁绕组（大功率电机）组成，提供稳定的磁场（主磁场），作为电磁效应的“磁场源”

转子：由多组线圈（电枢绕组）绕制在铁芯上组成，可绕中心轴线旋转。电机方式：线圈通电后，靠电磁力驱动旋转；
发电机模式：线圈旋转切割磁感线，产生电流

换向器：一种同轴的“半环结构”（由多个铜半环组成，数量与电枢绕组匝数匹配），解决了转子旋转时电流/电动势的“方向交替问题”，保证输出（或输入）为直流电

电刷：固定在定子上的导电元件（通常为石墨材料），与换向器表面紧密接触，实现“固定电路”（外部电源/负载）与“旋转电路”（电枢绕组）之间的电流连接

壳体与轴：壳体固定定子，轴与转子铁芯连接，支撑转子旋转，向外传递机械能（电动机）或接受外部机械能（发电机）

三、工作过程详解（以最常见的“电机模式”为例）

直流电机的核心是“让转子不停地转”，但如果线圈在磁场中通电后，不解决方向问题，转子就只能“摆动一次”而卡住。
换向器与电刷的配合是解决这一问题的关键，具体过程分为四个步骤：

1.初始状态：线圈通电，受电磁力激活
外部直流电源通过电刷给换向器供电，电流流入转子的某一组线圈（如AB线圈）。
线圈处于定子提供的磁场中（假设磁场方向为“从N极到S极”），根据左手定则：
线圈的AB侧（靠近N极）将受到“向下”的电磁力；
线圈的CD边（靠近S极）会受到“向上”的电磁力；
这两个力形成一个“扭矩”，驱动转子绕旋转轴顺时针旋转。

2.关键节点：线圈旋转90°，换向器切换电流方向
当转子旋转90°时，线圈平面与磁场方向“平行”（线圈边缘不切割磁感线），电磁转矩为0，但转子由于惯性作用继续旋转。
与此同时，换向器随转子同步旋转，原来与“正极刷”接触的半环切换为与“负极刷”接触；
原本接负极的半环换成了接正极的。
结果：线圈中电流方向反转（如AB侧电流由“A→B”变为“B→A”）。

3.连续旋转：电磁力方向保持一致
电流反向后，线圈继续旋转（超过90°），线圈边缘再次处于磁场中。
根据左手定则，虽然电流的方向发生了变化，但是线圈所在磁场的位置也发生了变化（AB侧现在更靠近S极，CD侧更靠近N极），而电磁力的方向保持不变（仍然驱动转子顺时针旋转）。

4. 循环往复：实现连续旋转
转子每旋转180°，换向器完成一次“电流切换”；
每旋转360°切换两次。
通过这种‘同步切换’，线圈始终受到‘同方向驱动转矩’，转子实现连续稳定的旋转，最终将直流电能转化为机械能。