根据物理学知识，若用外力使图2.12中的矩形线圈abcd绕轴旋转，则线圈abcd将切割磁力线而产生感应电动势，通过电刷A、B向外电路提供直流电能，这就是直流发电机的工作原理。

一台直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以作为发电机运行，这种原理在电机理论中称为可逆原理。如用外部直流电源，经电刷换向器装置将直流电流引向电枢绕组，则此电流与主磁极N、S产生的磁场互相作用，产生转矩，驱动转子与连接于其上的机械负载工作，此时电机作为直流电动机运行。

当原动机驱动电枢绕组在主磁极N、S之间旋转时，电枢绕组上感生出电动势，经电刷、换向器装置整流为直流后，引向外部负载（或电网），对外供电，此时电机作为直流发电机运行。