Z4直流電機(jī)是指能將直流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能（直流電動機(jī)）或?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)換成直流電能（直流發(fā)電機(jī)）的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。它是能完成直流電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的電機(jī)。當(dāng)它作電動機(jī)運轉(zhuǎn)時是直流電動機(jī)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；作發(fā)電機(jī)運轉(zhuǎn)時是直流發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。

    Z4直流電機(jī)里邊固定有環(huán)狀永磁體，電流經(jīng)過轉(zhuǎn)子上的線圈產(chǎn)生安培力，當(dāng)轉(zhuǎn)子上的線圈與磁場平行時，再繼續(xù)轉(zhuǎn)遭到的磁場方向?qū)⒏膭樱蚨藭r轉(zhuǎn)子末端的電刷跟轉(zhuǎn)換片交替接觸，從而線圈上的電流方向也改動，產(chǎn)生的洛倫茲力方向不變，所以電機(jī)能堅持一個方向轉(zhuǎn)動。

  直流發(fā)電機(jī)的工作原理就是把電樞線圈中感應(yīng)的交變電動勢，靠換向器配合電刷的換向作用，使之從電刷端引出時變?yōu)橹绷麟妱觿莸脑怼８袘?yīng)電動勢的方向按右手定則肯定（磁感線指向手心，大拇指指導(dǎo)游體運動方向，其他四指的指向就是導(dǎo)體中感應(yīng)電動勢的方向）。

  導(dǎo)體受力的方向用左手定則肯定。這一對電磁力構(gòu)成了作用于電樞一個力矩，這個力矩在旋轉(zhuǎn)電機(jī)里稱為電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的方向是逆時針方向，企圖使電樞逆時針方向轉(zhuǎn)動。假如此電磁轉(zhuǎn)矩可以克制電樞上的阻轉(zhuǎn)矩（例如由摩擦惹起的阻轉(zhuǎn)矩以及其它負(fù)載轉(zhuǎn)矩），電樞就能按逆時針方向旋轉(zhuǎn)起來。