1．电压方程
他励磁电机
（1）
对励磁回路： 
（2）
对电枢回路： 
（3）
式中
：电枢绕组电阻，
：正、负一对电刷上的接触电压降，
：电枢回路总电阻，包括电枢绕组电阻和电刷接触电阻，
：励磁绕组电阻。
注：电动机
且输入电流作为电枢电流的正方向。
图1 并励磁直流电动机等效电路（带转轴）
并励磁直流电机
（4）
对发电机 
对电动机 
励磁回路和电枢回路的电压方程仍与他励磁相同。
串励直流电机
：串励绕组中励磁电流
2．转矩方程
电动机中电枢电流与运动电势方向相反。
为驱动转矩，所以
（5）
：轴上输出转矩，拖动性质的转矩与制动性质的负载转矩及电机本身的机械阻力转矩相平衡。
3．电磁功率及功率方程
（1）电磁功率
采用电动机惯例
励磁绕组输入的功率为：
这部分功率全部边为励磁绕组内的电阻损耗。
电枢绕组输入的功率为：
由两部分组成：1） 电枢回路铜损耗 
2）电磁功率 
前已证明：
对于电动机，为电枢绕组中运动电势所吸收的电功率，
为电磁转矩对机械负载所作的机械功率，由于能量守恒，两者相等。是机械功率转换为电功率。所以无论是电动机还是发电机，
是能量转换过程中的转换功率，能量转换发生在电枢电路和机械系统之间，而的大小与
的大小（即耦合磁场的强弱）有关。
直流电动机的电机内能量转换见图1。
（2）功率方程
以并励磁直流电机为例研究功率方程
并励电动机：
式中：
：输入功率 
：电枢回路总铜耗 
：励磁回路铜耗
（6）
式中：
：为电动机输出的机械功率
∴
（7）
由上式可直观的画出功率流程图
（a）电动机 （b）发电机
图2 并励直流电机的功率图 
：杂散损耗，由于电枢有齿槽的存在产生的损耗，难于精确计算，国标规定由补偿绕组的按1%
，无补偿绕组的0.5%估算。