傳統的有刷直流電機（常用於電動玩具、電風扇中）透過固定電刷與旋轉換向片之間的機械摩擦接觸，在旋轉過程中自動切換線圈的電流方向，從而產生持續旋轉的電磁力矩。
定子是固定不動的。在簡易直流馬達中，定子是外殼兩側的永久磁鐵（左側為N極/紅色，右側為S極/藍色），它們在電機內部產生自左向右的水平磁場。
轉子是中間會旋轉的部分。它上面繞有銅導線線圈。通電時，轉子線圈會變成一個電磁鐵，它的磁極會跟兩側的定子磁鐵發生「同性相斥、異性相吸」的作用，拉動轉子旋轉。
轉子軸上有兩個半圓形的銅製換向片連接線圈兩端。兩側固定著兩個碳刷連接電池正負極。轉子旋轉時，換向片輪流接觸不同的電刷，在越過垂直點時自動顛倒線圈裡的電流方向，實現持續的單向轉動！
在此交互模型中，左側展示直流有刷馬達的物理剖面，右側展示其接線電路。當我們將馬達接通直流電時，電流透過固定的電刷流入轉子線圈，產生電磁力矩；轉子受磁力吸引旋轉。每當轉子旋轉 180° 並越過中心線時，換向片的縫隙也會越過碳刷，使得流入轉子線圈的電流極性剛好相反，從而讓力矩方向在整個旋轉過程中保持一致。
載入中...
| 步驟 | 轉子空間角度 | 電刷 (+) 接觸片 | 電刷 (-) 接觸片 | 電磁力矩狀態 | 線圈電流方向 |
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換向器是一組固定在轉子軸上的銅製接觸片（在這個簡易模型中為左右兩瓣），隨轉子同步旋轉。電刷是固定不動的彈性觸點（通常由耐磨導電的碳製成），依靠彈簧緊貼在換向器表面。當轉子轉動時，電刷交替接觸不同的換向片。因為電刷一端連正極，另一端連負極，使得流入繞組的電流方向在每次越過中心位置時發生物理反向，從而讓線圈磁場在空間上始終與定子磁鐵互斥和吸引，保持順時針力矩。
這是有刷電機的最大優點！它的換向是完全由換向器和電刷組成的機械開關自動完成的。只要在正負極通入普通的直流電，電機就會因為機械換向而自行連續轉動。不需要任何微控制器（MCU）、驅動晶片（MOSFET）或換向傳感演算法，成本極其低廉，系統極其簡單。
主要有三個致命缺陷：
• 電刷磨損與壽命短：電刷與換向片在高速運轉中不斷發生機械摩擦，碳刷會逐漸磨損變短，需要定期更換。
• 電火花與電磁干擾：在換向片交替接觸的瞬間，由於電感負載，會產生微小的電火花。這不僅限制了其在易燃易爆場合的使用，還會產生強烈的電磁雜波，干擾電子元器件。
• 效率和散熱較差：發熱的線圈在旋轉的轉子上，熱量很難透過外殼直接傳導散發，熱限制了電機的功率密度。
基本原理完全一致。不過，為了避免兩極轉子在90°絕緣死角無法自行啟動的尷尬，四驅車和玩具車裡的實際馬達通常採用3極轉子（三個鐵芯極齒，三個換向片）。這樣在任何角度下，至少有兩相線圈是通電導通的，保證了馬達可以在任意靜態角度完美自啟動，且運行力矩更加均勻平穩。