Fonte: Ali Bazzi, Dipartimento di Ingegneria Elettrica, Università del Connecticut, Storrs, CT.

La macchina CC funziona con correnti e tensioni CC rispetto a una macchina CA, che richiede correnti e tensioni CA. Le macchine DC sono state le prime ad essere inventate e utilizzano due campi magnetici controllati da correnti CC. La stessa macchina può essere facilmente riconfigurata per essere un motore o un generatore se è disponibile un'eccitazione di campo appropriata, poiché la macchina DC ha due campi chiamati campo e armatura. Il campo è solitamente sul lato dello statore e l'armatura è sul lato del rotore (opposto o dentro-fuori rispetto alle macchine CA). L'eccitazione del campo può essere fornita da magneti permanenti o da un avvolgimento (bobina). Quando la corrente viene applicata all'armatura o alla bobina del rotore, passa dalla sorgente DC alla bobina attraverso spazzole fisse e collettori rotanti montati sul rotore rotante toccando le spazzole. Quando la bobina dell'armatura del rotore è un anello che trasporta corrente ed è esposta a un campo esterno dallo statore o dal campo magnetico, viene esercitata una forza sul loop. Poiché il loop è "appeso" su entrambi i lati del motore utilizzando cuscinetti, la forza produce una coppia che ruoterà l'albero del rotore piuttosto che spostarlo in qualsiasi altra direzione.

Questa rotazione fa sì che i campi magnetici si allineino ma allo stesso tempo, gli anelli di scorrimento cambiano lato sulle spazzole, o "pendolarismo", e questo è ciò che è noto come il processo di commutazione. Quando si verifica questa commutazione, il flusso di corrente nella bobina del rotore viene invertito e i campi magnetici si oppongono nuovamente l'un l'altro, causando un'ulteriore coppia nello stesso senso di rotazione. Questo processo continua e l'albero del rotore gira fornendo l'azione del motore. Nel funzionamento del generatore, la rotazione meccanica viene fornita all'albero del rotore e la corrente fuoriesci dal rotore dopo che è stata indotta a causa di una bobina in movimento sotto un campo magnetico.

Le macchine discusse in questo esperimento hanno un avvolgimento di campo piuttosto che magneti permanenti. Un processo di commutazione che è fondamentale nel funzionamento della macchina DC utilizza collettori rotanti e spazzole per trasferire energia dal rotore (armatura) al mondo esterno poiché il rotore sta girando e con fili rotanti li torcerebbe e li romperebbe. Tuttavia, queste spazzole e collettori rotanti presentano importanti inconvenienti di affidabilità in quanto richiedono una manutenzione regolare, la sostituzione della spazzola, la pulizia e possono causare scintille. Ciò ha portato alla sostituzione della maggior parte delle macchine CC con macchine CA che non hanno questi problemi, e le restanti macchine CC hanno per lo più eccitazione del campo a magneti permanenti, come nei giocattoli e nei semplici utensili a bassa potenza. Le macchine CA denominate macchine CC brushless (o BLDC) sono macchine CA che utilizzano una sorgente CC e un inverter elettronico di potenza per ottenere tensioni CA dall'inverter.

L'obiettivo di questo esperimento è quello di testare due principali configurazioni di macchine DC: shunt e serie. Le prove hanno lo scopo di stimare il flusso residuo nella macchina e di studiare le caratteristiche di carico e di carico delle diverse configurazioni.