电机都由定子和转子组成,在直流电机中,为了让转子转起来,需要不断改变电流方向,否则转子只能转半圈,这就好像用脚蹬自行车踏板,单脚只能蹬半圈,所以直流电机就需要改变转子中的电流,也就是把通电导体的方向在需要换向的时候换向。换向器的换向是,当在电磁场中放入一个通电导体切断磁场,导体会被力推出静止的磁场,这是因为磁场的磁力线被导体周围的电磁场压变形了,磁力线试图反弹回直线的形状,这就相当于会产生吸引力和排斥力,让电机转起来。碳刷在直流电机中起到了非常重要的作用,碳刷在电机的运动部件之间传导电流,这种传导是一种滑动传导,能够将电流从固定端传递到发电机或电动机的旋转部分,由几个碳刷组成一个碳架,所以这种传导方式也就造成了碳刷容易磨损,碳刷还有改变电流方向,也就是换向的作用。碳刷的主要材料石墨,石墨属于自然元素,其主要成分是碳,颜色为黑色,不透明,具有半金属光泽,硬度不高,用指甲都能抠动,石墨与钻石的成分都是碳,但性质却有很大的区别,这是由于碳原子的排列结构不同造成的。石墨虽然成分为碳,但它是一种耐高温的材料,它的熔点到达3652,利用这种耐高温的特性,可以将石墨加工成耐高温的化学器具坩埚。