並激電動機之速度，受負載之影響甚微，因稱為定速度電動機，然最重要者其為一速度可調節之電動機，若裝置一適當之控制電阻其速度可在極廣泛之範圍內作細微之變更，故其多用於需要調速之場合。
當電動機接於定電壓幹線上，使E等於電動機之額定電壓，並使磁場變阻器之電阻為零，電動機將得某一速度，稱此為全磁場速度或基本速度，欲得較此為高之速度，可於磁場電路加入串聯電阻，以減每極之磁通。欲得較全磁場速度為低之速度，必須減低加於電動機之電壓，欲達此目的 只要用一電阻與電樞串聯即妥。
若在同一電動機，具備此二種速度調整法，則其速度可從零繼續變到所設計之最大值。在無間極之電動機，最大速度局限於滿載速度之1.7倍左右，超此則整流不良，蓋速度增高必須減低主磁場而使具有間極作用極尖處之磁通為之減弱。
據速度公式，減少磁通，速度必增，茲就其必然之原因，作進一步之研究。當每極之磁通突降時，電動機之反電勢降低，遂允許較大電流流入電樞，而電流之增加遠大於磁通之減少，故其所生之轉矩大於負載之所需，電機因得加速。
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1、電動機之工作原理
電動機為將電能變為機械能之機械在磁場中之導線若通有電流，由於電流之感應磁場與原有磁場之相互作用，使導線受力而運動。
外界電源為整流片所短接，無電流通過線圈，線上沒有作用力，故無轉矩可言，設線圈有相當之慣性，使圈能轉至指定位置，院每一整流片都和另一電刷接觸，使流入電流反向，導線之作用力也反向，故圈仍繼續順鐘向旋轉，線圈每轉有兩個零轉矩之位置產生，使電動機產生鬧聲，若用串聯之幾個線圈替代一匝線圈，且把線圈平均分佈於六百六十度之範圍內，即可消除此故障，如此即更多之整流片，轉矩也隨之近於連續和均勻，同時可消除直接經整流子而成短路之危險性。
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大型發電機與小型相彷，只其極數較多，以及電樞疊片太大，不宜為一整片而已。電樞鐵心由就之疊片鋼構成，並以鴆尾接頭釘於輻條上，各層疊片之排列，須彼此參差，以免本層疊片之接縫，與前後二層之接縫同在一處。
1、整流極：大於1馬力之現型直流機多備有整流極或稱為間極，整流極之作用為產生無火花之整流，整流極之磁圈須載電機之全電流，故匝數少而導線粗。
2、磁極與軛鐵：主磁極之截面多為矩形，用0.0625吋厚之鋼片疊成。磁極用疊片之理，為電樞之鐵齒經過極面時，亦能使磁通變易，設不用疊片，則磁極面將產生渦電流而有幾許功率損失。軛鐵則不以疊片常軟鋼鑄成。
3、激磁：被稱為永磁發電機之小型電機，多以永久磁鐵為磁場，其他電機多為電磁鐵，其強度可由變更磁場線圈之激磁電流而抭制之，激磁電流由發電機自身供給者稱為自，其由外部電源供給者稱他激，其位於下方者盥該電機所激磁方法，位於上者，為用同一磁方法之二極機。
磁線圈系匝數多而線細，亦即激磁電路之電阻除端電壓，此激磁電流約為全負截電流之0.5%~5%主要視發電機大小而定，發電機小者，激磁電流之百分比較大。
故此線圈必用粗線製成，所須之匝數則較少，若將並線圈接於串激線圈外側，稱此機為長分繞，其接於串激線圈內側者稱短分繞，上述三種接法在運用特性上無顯著差用機械裝置或反向啟閉器，可隨意改接之。
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3、整流子
整流子之截片J組成截片彼此間，以雲母片隔離之，然後夾於刃形二圓環S間，環與截片間亦以雲母隔離如此則各截面間以及與機架均已絕緣，各截片以引線H接至線捲，二者之間，並有空隙，以便空氣在整流子與引線間流動，使整流子冷卻。
4、電刷
電刷用刷架夾住而位於整流子之上，刷架則附著於短桿X上，短桿與支持臂V絕緣，由短桿將刷子聯接於外部電路。支持臂V常裝於圓環，如此可將整個電刷裝置依電樞軸旋轉，以便調整電刷之位，此圓環可夾牢於任意位置。刷子與整流子間，用可調節之彈簧，維持一定之壓力，此壓力過弱，則接觸不良，發生火花，燒燬整流子；過強則磨損殊甚，整流子將因摩擦而過熱，普通對炭質電刷每平方吋接觸面積所加之壓力為1.5~2磅，此外炭質電刷須含足夠之石墨，以便自行潤滑。
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1、多極之構造：
輸出相等二電機，一為二極，一為六極，二極之電樞直徑以及經過空隙之磁通條數均相等，二極機之電樞鐵心，其厚度足以載磁通之半數，但六極機之電樞之鐵心，因全磁通在此分六路，所以厚度只須前者之三分之一，同理六極機軛鐵之截可積亦較小。
利用多極之構造可節省許多材料，但須較二極機增加製造及安裝之工件，費用亦增加，因此設計者必須選取適當之極數，成為最經濟的設計。
2、電樞之構造：
電樞之作用有三：第一為構成磁路之一部份，第二為支持線，
使線圈固定於一定位置，第為三為可產生運動，使線圈可割切磁通，因電樞提供由極面而來之磁通路徑，必須具有低之磁阻(reluctance)，同時為減少磁通變化所導致之渦流損失，故電樞鐵心(armaturecore)採用鑿成之矽鋼原片疊集而成，每片之間均需加以絕緣處理，小型或中型機電樞之電樞疊片可用銃床整片銃製，直接裝於轉軸上，大型機則可先沖成狹形段片，再分片堆積，先安裝於輻架上，再裝於轉軸；大小型鐵心均留有適之通風槽，電樞之外週，製成一定間隔之小槽(slot)，小槽內用於容納導線，在導線與導線間之導線與鐵心間均需加以絕緣，舊式之電樞槽與電樞平行，致電樞轉動時，磁通成束狀掃越槽口而過，使樞齒(tooth)受反覆之剪切刀，因而發生振動，不但易使齒根(tooth root)破裂，且發生嗡嗡鬧聲，故近代電樞，常改為斜槽(skewed slot), 以減少極面與電樞間之磁阻變化，使振動減少及鬧聲降低。
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在磁場中之導體，快速轉動時，導體內感應電勢，利用此原理產生電勢之裝置，被稱為發電機。
1、定義
直流發電機是旋轉場中之導體，給平滑直流電壓之裝置。
2、發電機之基本原理
發電機是改變機械能為電能之機械，若一導體磁場相對運動，導體切割磁通，即可感應電勢，若電絡構成一閉路，即可產生電流其感應電勢大小，可由法拉第定律得知，如將一組適當接線之道體，利用機械構造，加以外力，使道體能對磁場保持相對運動情況，則導體能感應一規則之電勢，若將其引出於外電路，即可將機械能變為電能方可有效應用，此為發電機主要原理。
若將上述之導體改為一單匝線圈，在均勻磁場中以等速旋轉，當線圈位置改變時，感應電勢亦隨著變化，其值由切割磁通量之變率而定，因一典型之直流電機，於靠近極中心處，電樞鐵心和磁極間之空氣隙相異均勻，在極尖處則通量減低，使得A、B兩導線在極面中運動時，可得均勻之感應電勢，而當導體運動到垂直位置感應電勢降為零，導體離開垂直位置繼續運動，進入另一極面下切割反方向之磁通，其經整流子將其整流則感應電勢即變成單向脈動。
若將兩線圈放置成直角，則線圈AB與線圈CD之感應電勢將有九十度之相位差，若使用兩組整流片和電刷，可得電勢波形，將兩線圈之整流子串聯，則外電路之電勢波形如說明。由此可知若增加電樞上串聯分佈均勻之線圈數量，即可減少紋波或脈動的大小，而在外電路中獲得一平坦之電勢或電流波形。
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1、右手定則：
以右手緊握導體，伸直姆指表電流方向，環繞導體之其餘四指為磁力線之方向。
2、右螺旋定則：
電流方向與所產生磁場方向之關係，能以右螺旋決定，若欲使一右螺旋沿電流之方向前進，則需沿磁力線之方向旋轉。
3、佛萊明左手
載電導體產生磁場作用於磁針，磁場也能施力於載有電流之導線，所以載電流導體所受電磁力之大小及方向，可用佛來明左手定則加以決定。將手之大姆指、食指及中指，使之互成直角，三個指頭分別指示磁力方向、磁場方向、電流方向。
佛來明左手定則常應用於電動機中，故又稱為電動機定則。
4、安培右手定則
物理學家奧斯特發現，一通過電流之導體，能使其近旁之磁針偏轉，由此可知帶電流導之周圍必產生磁場，使鐵屑排列圍成圈狀於導體之周圍。
安培提出電流方向與磁場方向之關係，稱為安培右手定則。一載電流導體，其電流方向與所產生磁場方向。
應用安培右手定則表示：以右手握住導體，姆指方向為電流方向，其餘四指為磁通方向。
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物理學家奧斯特(Oersted)將線盤持近一有電流流通之導體附近，發現該針偏轉至垂直導體之方向，於是證明磁場之存在，且磁場隨電流而變，故電流為磁動勢之源，若將羅盤針持近導體上方，發現該針之偏轉方向，適與置於導體下方者相反。為證明電流與磁場間之關係，現以一通有電流之導體，垂穿過一水平放置之硬紙卡，並以鐵屑散布於紙上，將發現鐵屑排列成若干同心圓。
若將四個或更多之羅盤針排列於紙上，由每一針之偏轉方向可確定磁力線之方向，並得知當鄰近無其他磁場時，此導體四週之磁力線為一以導體為中心圓圈，此圓圈之平面與導體垂直，於是可了解，羅盤針在導上方之偏轉方向與下方相反之理由，若將導體內之電流反向，則羅盤針之偏轉方向亦相反，由此可知磁場方向是以電流方向為依歸。
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一線圈如在磁場中旋轉，則產生一電勢，這便是最簡單的交流發電機。
線圈在磁場中所得之方向如上述，大小則視下列因素而定：
1、所切磁力線。若線圈不在磁場中，雖旋轉亦不生電勢。在磁場中，若切割的磁力線多，則所生之電勢亦大，換句話說，電勢之大小與所切割之磁力線成正比。
2、導體數Z。若線圈匝數為1，則有2導體切割磁力線，若為2匝，則有4導體切割磁力線。匝數越多，則所生之電勢越大。換句話說，電勢之大小與割磁力線之串聯導體數成正比。
3、轉速N。線圈旋轉的快，則所生之電勢大；轉的慢，則所生的電勢小，即：所生之電勢與轉速N成正比。
4、極數P，若磁極數不為2極而為4極，則所生之電勢將加大一倍。換句話說，所生電勢之大小與極數成正比。
5、並聯通路數A。若導體Z不為串聯而作a路相並聯，則所生之電勢與a成反比。
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若一磁路由一環狀鐵心組成，鐵心上繞以線圈，當電流通過線圈時，鐵心中即產生磁通，線圈中之電流可取自電池組或任一種電源。磁路中磁通之變化，能以各種方法加以證實。例如：鐵心上再繞一測驗線圈，並於其兩端接一候特計，此伏特計之零伏刻度位於標度中央；當A線圈之開關關閉時，接於B線圈之伏特計指針即產生偏轉，表示於B線圈中有電動勢產生。A與B兩線圈並未相接，故惟有假設A線圈中之電流所產生磁通，與B線圈中所產生之電動勢有關。如A線圈之電流維持為定值，則B線圈中之伏特計算值為零，表示此時鐵心內毫無效應。若將A線圈中之開關突然啟開，則伏特計以指針反向偏轉，可見此時所產生之電動勢極性與前述者相反。由是可見唯有磁通變動時，B線圈內方有電動勢產生；當磁通漸增時，電動勢在某一方向；當磁通漸減時，則電動勢之方向與前者相反。
若將A線圈中之開關關閉，並於線路內插接可變電阻器及安培計；當安培計之指針指某一刻度值不動時，伏特計之讀值亦為零；若安培計之指針因電流增加而移動，則伏特計之指針必從零而向一方偏轉；若安培計之指針因電流減小而移動，則伏特計之指針將向另一方偏轉。改變電阻器電阻之速度，可使電流之變動速度或或速，由實驗知B線圈產生之電動勢值，與磁通變動之速度成正比。磁通之變動速度與磁化線圈內之電流變動速度成正比，故吾人能利用B線圈內所產生之電動勢，量度於鐵心內所產生之磁通。
若有一電壓僅在極短瞬間加於伏特計，則其指針之偏轉度數與所加電壓與時間之乘積成正比。
以電池組接入電路，作為電路之電動勢源，電流即能於電路中流動；同理，載有電流之線圈為磁動勢之來源，使磁路中產生磁通，稚兩者之間，有一顯著之差異：即電池組本身為電路中之一部份，由化學作用於電路中產生電動勢；至於磁路中之磁動勢則由載電線圈供給，線圈並無須與磁路接觸，僅須以線圈圍繞磁路中之任何部份，使線圈與磁路互鏈即可。
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