W maszynie obciążonej przez uzwojenie wirnika płynie prąd It. Oddziałuje on na strumień 0ra o indukcji Bx wytwarzając moment obrotowy, który dla jednego zwoju (dwóch boków) określa zależność
mc= ldBxIt = WA (4)
gdzie: 1 - czynna długość boku uzwojenia, d - średnica wirnika, Wx - strumień skojarzony.
W budowanych maszynach wirniki mają uzwojenia składające się ze znacznej liczby 2Na boków. Komutator wykonany z Na wycinków łączy szeregowo w zamkniętą pętlę poszczególne Na zwojów. Otrzymana na szczotkach sem E oraz powstały w wirniku moment elektromagnetyczny Mc mają praktycznie stałe w czasie wartości i wyrażają się zależnościami:
■ gdy ruch wirnika wyrazimy prędkością kątową w, rad/s, lub pr. obrotową obr/min
E = C C>fa co , lub E = C Ofa n, gdzie C - stała konstrukcyjna (5),(6)
Me = C CDfa I. (7)
Gdy wirnik maszyny jest napędzany przez inną maszynę wirującą np. przez turbinę - mamy do czynienia z pracq prądnicową. Na zaciskach (szczotkach) prądnicy powstaje wówczas sem, której wartość można regulować przez zmianę prądu wzbudzenia If. Przyłączony do szczotek odbiornik RL (rys.2a) pobierając energię elektryczną, wywołuje w twomiku (wirniku) przepływ prądu I,. Napięcie U na zaciskach jest mniejsze od sem E o spadek napięcia na rezystancji twornika Ra i połączonych z nim szeregowo uzwojeniach komutacyjnym i kompensacyjnym. Całkowitą rezystancję obwodu wewnętrznego, przez który płynie prąd I,, oznaczamy Ra,,. Stąd,w przypadku prądnicy napięcie najej zaciskach:
U = E - Rat I. (9)
Prąd I, ma zwrot zgodny ze zwrotem E, natomiast moment Me jest skierowany przeciwnie do
kierunku prędkości obrotowej n (prędkości kątowej co).
Przy pracy silnikowej zaciski maszyny są przyłączone do źródła napięcia stałego U. W uzwojeniu twornika płynie wówczas prąd I,, a w uzwojeniach biegunów prąd If. wzbudzający strumień tf>fa. Powstający w następstwie oddziaływania strumienia i prądu moment Me nadaje wirnikowi prędkość obrotową n, zwroty Me i n są zgodne. Indukująca się w uzwojeniu twornika sem E ma zwrot przeciwny do zwrotu napięcia U i jest od niego mniejsza. Stąd, w przypadku silnika
U = E + Rat It