有刷直流電機其發(fā)電原理主要基于電磁感應(yīng)定律和洛倫茲力的原理。

電磁感應(yīng)：當有刷直流電機的轉(zhuǎn)子（電樞）被外部機械力轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子中的線圈會在定子產(chǎn)生的磁場中旋轉(zhuǎn)。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，當導體在磁場中移動或磁場發(fā)生變化時，導體中會產(chǎn)生電動勢（電壓）。在有刷直流電機中，這種運動導致線圈中產(chǎn)生交流電動勢。

換向器的作用：由于線圈在磁場中旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的是交流電動勢，而我們需要的是直流電，因此換向器在這里發(fā)揮了關(guān)鍵作用。換向器與轉(zhuǎn)子固定在一起，并隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。它的任務(wù)是將線圈中產(chǎn)生的交流電動勢轉(zhuǎn)換為直流電。每當換向器的導電片與電刷接觸時，它都會改變電流的方向，從而使得從電機外部引出的電流方向保持一致。

電刷的作用：電刷是固定在電機端蓋上的導電部件，它們與換向器的表面保持接觸。當換向器旋轉(zhuǎn)時，電刷通過換向器的導電片收集由線圈產(chǎn)生的電流，并將其引導到外部電路。由于換向器的設(shè)計，每次導電片與電刷接觸時，電流的方向都會被改變，從而確保了從電機引出的是直流電。

洛倫茲力：當電流流經(jīng)轉(zhuǎn)子線圈時，線圈中的載流導體會受到洛倫茲力的作用，這個力垂直于電流方向和磁場方向。在有刷直流電機作為發(fā)電機時，這種力會導致轉(zhuǎn)子線圈的運動，但由于轉(zhuǎn)子是通過外部機械力驅(qū)動的，所以這里的洛倫茲力不是主導力量。

輸出電壓的控制：有刷直流發(fā)電機的輸出電壓可以通過改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速或定子磁場的強度來控制。轉(zhuǎn)速越快，線圈在磁場中切割磁力線的速度就越快，產(chǎn)生的電動勢也就越大。同樣，增強定子磁場也會增加線圈中產(chǎn)生的電動勢。

特性：有刷直流發(fā)電機能夠提供穩(wěn)定的直流電壓，這使得它們適用于需要穩(wěn)定直流電源的應(yīng)用場合。然而，由于存在磨損和火花等問題，它們的使用受到了一定的限制。