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

    Z4直流電機里邊固定有環(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?，因而此時轉(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，所以電機能堅持一個方向轉(zhuǎn)動。

  直流發(fā)電機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?。感?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)矩以及其它負載轉(zhuǎn)矩），電樞就能按逆時針方向旋轉(zhuǎn)起來。