从直流电动机基本工作原理可知，设直流电动机每个磁极下磁感应强度平均值为B，电枢绕阻导体上的电流为 ，导体的有效长度（即电枢铁心厚度）为 ,则每根导体所受的电磁力为：
电磁转矩为：
式中，N——电枢绕阻总的导体数；
D——电枢铁心直径。
电磁转矩表达式表明了电磁转矩与电动机结构参数 、D的关系。电枢体积大小，在一定程度上反应了整个电动机的体积，因此，在断数体积相同条件下，即保持 不变，当D增大时，铁心长度 就应减小；其次，在相同电流 以及相同用铜量的条件下，电枢绕阻的导线粗细不变，则总导体数N应随 的减小而增加，以保持 不变。满足书面的条件，则表达式中的 近似为常数，故转矩T与直径D近似成比例关系。
2.转速低
导体在磁场中运动切割磁力线所产生的感应电势为：
式中，v——导体运动的线速度
设一对电刷之间的并联之路数为2，则一对电刷间， 根导体串连后总的感应电势为 Ea，且在理想空载条件下，外加电压Ua 与 Ea相平衡，所以:
即
此式说明，在保持NL 不变的情况下，立项空载转速和电枢铁心直径D近似成反比，电枢直径D越大，电动机理想空载转速 就越低。
由以上分析可知，在其他条件相同的情况下，增大电动机直径，减小轴向长度，有利于增加电动机的转矩和降低空载转速，故力矩电动机都做成扁平圆盘状结构。