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l的導體置于磁場B中，通入電流i后，導體會受到力的作用，稱為電磁力。其計算公式為

F=ΣdF=iΣdl×B　　　　　　　　　　（1）

　　特別地，對于長直載流導體，若磁場與之垂直，則計算電磁力大小的公式可簡化為

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l的關系由左手定則（又稱電動機定則）確定。

　　顯然，當磁場與載流導體相互垂直時，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，正是出于這種考慮。這種考慮與產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，因而就會在轉子上產生轉矩。

　　2．電磁轉矩

　　由電磁力產生的轉矩稱為電磁轉矩。設轉子半徑為r，單根導體產生的電磁轉矩就是

　　　　　　　　　　　　　（3）

　　對匝數為N的線圈，仿運動電動勢分析過程，設線圈兩側邊所在處的磁場分別為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，線圈兩側邊處的磁場大小恒相等、極性恒相反也是產生最大電磁轉矩的需要。對于一臺沿圓周均勻布置線圈的電機來說，這種需要進而就上升為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為總線圈個數，D為轉子直徑。

　　在電動機里，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，電能轉換為機械能。在發電機里，可以證明，電磁轉矩是制動性質的轉矩，即電磁轉矩的方向與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制動性質的電磁轉矩而作功，機械能轉換為電能。

　　電磁轉矩還可以用功率的關系求得。設P為電機的電磁功率，?為電機氣隙磁場旋轉角速度，則有

　　　　　　　　　　　　　　（6）

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