如圖為一臺(tái)四極直流電機(jī)空載時(shí)的磁場(chǎng)分布圖。電機(jī)空載時(shí)的氣隙磁場(chǎng)是由主極繞組通以直流電流建立的。電樞電流很小或等于零，電機(jī)無(wú)負(fù)載，即沒(méi)有功率輸出。
1、磁場(chǎng)分布情況：
主磁通：絕大部分磁通經(jīng)主極、氣隙、電樞鐵芯、同時(shí)與勵(lì)磁繞組和電樞繞組相交鏈。
漏磁通：勵(lì)磁繞組電流還產(chǎn)生一部分不經(jīng)過(guò)電樞而只通過(guò)主極之間的空氣隙而閉合的磁通，它在電樞繞組中不感應(yīng)電勢(shì)。
2、磁場(chǎng)特點(diǎn)：
a、主磁通回路中氣隙小，磁導(dǎo)較大；漏磁通回路中氣隙較大，磁導(dǎo)較小。這樣，漏磁通數(shù)量比主磁通數(shù)量小很多。主磁通遠(yuǎn)大于漏磁通 。
b、主極極靴寬度比一個(gè)極距小，且極靴下的氣隙不均勻，所以，主磁通的每條磁力線所經(jīng)過(guò)的磁回路都不盡相同，在磁極軸線附近的氣隙較小，接近極尖處的磁回路中氣隙較大。
若不計(jì)鐵磁材料中的磁壓降，則在氣隙中各處所消耗的磁勢(shì)均為勵(lì)磁磁勢(shì)，這樣，氣隙小處，磁密b大；氣隙大處，磁密b小；在兩極間的幾何中心線處，磁密b＝0，于是，當(dāng)不計(jì)齒槽影響，直流電機(jī)空載時(shí)的氣隙磁場(chǎng)的磁密波分布波形為：一個(gè)空間位置固定不變的平頂波。
3、電機(jī)磁化曲線：
電機(jī)運(yùn)行需要一定量的 ，即要有一定大小的勵(lì)磁磁勢(shì)，而f＝wi，當(dāng)w一定時(shí)，就需要有一定大小的勵(lì)磁電流。電機(jī)磁化曲線是指主磁通 與勵(lì)磁磁勢(shì)或勵(lì)磁電流的關(guān)系曲線。即 或
它可以通過(guò)電機(jī)磁路計(jì)算求得。電機(jī)磁化曲線形狀與磁通所經(jīng)材料的b－h(huán)曲線形狀類似，而鐵磁材料的b－h(huán)曲線是非線性的，所以，電機(jī)磁化曲線 或是非線性的。如圖：
曲線分析：
a、起始部分幾乎是一直線。因電機(jī)未飽和，磁動(dòng)勢(shì)主要降落
在氣隙中，而氣隙的磁導(dǎo)率為常數(shù)。延長(zhǎng)這一直線部分得到氣隙磁化曲線，即氣隙線 。
b、當(dāng) 增大，鐵心所需磁動(dòng)勢(shì)增大很快，而鐵磁材料的磁導(dǎo)率是非線性變化的，所以磁化曲線將偏離氣隙線而彎曲，與鐵磁材料的b－h(huán)曲線相似。
c、電機(jī)飽和時(shí)，曲線進(jìn)入飽和區(qū)。