1．電磁力定律

　　磁場對電流的作用是磁場的基本特征之一。實驗表明，將長度為(wei) l的導體(ti) 置於(yu) 磁場B中，通入電流i後，導體(ti) 會(hui) 受到力的作用，稱為(wei) 電磁力。其計算公式為(wei)

F=ΣdF=iΣdl×B　　　　　　　　　　（1）

　　特別地，對於(yu) 長直載流導體(ti) ，若磁場與(yu) 之垂直，則計算電磁力大小的公式可簡化為(wei)

F=Bli　　　　　　　　　　　　　　　（2）

　　這就是通常所說的電磁力定律，也叫畢奧薩伐電磁力定律。式中電磁力F、磁場B和載流導體(ti) l的關(guan) 係由左手定則（又稱電動機定則）確定。

　　顯然，當磁場與(yu) 載流導體(ti) 相互垂直時，由式（2）計算的電磁力有最大值。普通電機中，通常沿軸線方向，而B在徑向方向，正是出於(yu) 這種考慮。這種考慮與(yu) 產(chan) 生最大感應電動勢的基本設計準則完全一致，實際上隱含了電機的可逆性原理。

　　由左手定則可知，電磁力作用在轉子的切向方向，因而就會(hui) 在轉子上產(chan) 生轉矩。

　　2．電磁轉矩

　　由電磁力產(chan) 生的轉矩稱為(wei) 電磁轉矩。設轉子半徑為(wei) r，單根導體(ti) 產(chan) 生的電磁轉矩就是

　　　　　　　　　　　　　（3）

　　對匝數為(wei) N的線圈，仿運動電動勢分析過程，設線圈兩(liang) 側(ce) 邊所在處的磁場分別為(wei) B₁和B₂，則有

　　　　　　　　　（4）

　　同理，若希望獲得最大電磁轉矩，B₂=－B₁是期望的。也就是說，線圈兩(liang) 側(ce) 邊處的磁場大小恒相等、極性恒相反也是產(chan) 生最大電磁轉矩的需要。對於(yu) 一台沿圓周均勻布置線圈的電機來說，這種需要進而就上升為(wei) 要求氣隙磁場盡可能均勻，即B的大小處處都比較接近。這樣，電機的最大可能電磁轉矩就是

　　　　　　　（5）

　　式中，M為(wei) 總線圈個(ge) 數，D為(wei) 轉子直徑。

　　在電動機裏，電磁轉矩是驅使電機旋轉的原動力，即電磁轉矩是驅動性質的轉矩，在電磁轉矩作用下，電能轉換為(wei) 機械能。在發電機裏，可以證明，電磁轉矩是製動性質的轉矩，即電磁轉矩的方向與(yu) 拖動發電機的原動機的驅動轉矩的方向相反，原動機的驅動轉矩克服發電機內(nei) 製動性質的電磁轉矩而作功，機械能轉換為(wei) 電能。

　　電磁轉矩還可以用功率的關(guan) 係求得。設P為(wei) 電機的電磁功率，?為(wei) 電機氣隙磁場旋轉角速度，則有

　　　　　　　　　　　　　　（6）

　　式中，P可為(wei) 輸入電磁功率，也可為(wei) 輸出電磁功率；相應地，電磁轉矩T_em也就分別有輸入、輸出之分。