Электрические машины подразделяются на машины постоянного тока и машины переменного тока. К ним относятся электродвигатели и генераторы. Одна и та же машина постоянного тока в принципе может работать и как генератор, и как двигатель. Это свойство машины постоянного тока называемое обратимостью, даёт возможность не рассматривать отдельно устройство генератора или двигателя.

Генераторы постоянного тока применяют тогда, когда требуется самостоятельный источник тока: для питания некоторых видов электромагнитов, электромагнитных муфт, электродвигателей, электролизных ванн, сварочных установок и т. п.

Электродвигатели постоянного тока применяют в тех случаях, когда требуется плавная регулировка скорости: в троллейбусах, электровозах, некоторых типах подъёмных кранов, в устройствах автоматики.

Машины постоянного тока различают по способу возбуждения.

В машинах с независимым возбуждением обмотка возбуждения питается от постоянного источника тока. Если обмотка возбуждения получает питание от зажимов якоря и присоединена к ним параллельно, то такую машину называют машиной с параллельным возбуждением. Подобную же машину, но с последовательным соединением обмотки возбуждения с зажимами якоря называют машиной с последовательным возбуждением. В машинах со смешанным возбуждением имеются две обмотки возбуждения, одна из которых соединена с зажимами якоря последовательно, а другая параллельно. Характеристики машины постоянного тока показывают её рабочие свойства. Характеристику генератора, выражающую зависимость между напряжением на его зажимах и силой тока в обмотке якоря, называют внешней характеристикой.

Характеристики двигателей постоянного тока выражают также зависимость вращающего момента от силы тока в обмотке якоря и частоты вращения от вращающего момента. Такая характеристика называется механической характеристикой двигателя.

Эти характеристики показывают, что в зависимости от способа питания обмотки возбуждения можно в широких пределах регулировать значение вращающего момента и частоту вращения двигателя постоянного тока.

В связи с автоматизацией производства и развитием электрифицированного транспорта возникла потребность в специальных машинах постоянного тока. В системах автоматического управления и регулирования применяют исполнительные двигатели. Они предназначены для преобразования электрического сигнала в механическое перемещение, например во вращение вала. В качестве исполнительных двигателей применяют двигатели постоянного тока с печатной обмоткой якоря. В последние годы применяют машины постоянного тока с гладким якорем. Его обмотка расположена не в пазах, а непосредственно на сердечнике. Эти машины имеют улучшенные характеристики, что обеспечивается меньшей индуктивностью обмотки якоря и повышенной магнитной индукцией в воздушном зазоре между якорем и статором.

На различных видах электрифицированного транспорта применяют тяговые электрические двигатели. Эти двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением. Такие двигатели работают в условиях частого пуска, резких изменений напряжений, силы тока, частоты вращения, поэтому они должны обладать большим пусковым вращающим моментом и возможностью регулирования в широких пределах частоты вращения. Это обусловливает особенности конструкции тяговых двигателей в отличие от электрических машин общего назначения.

Принцип обратимости распространяется не только на машины постоянного тока, но и на машины переменного тока, которые бывают синхронными или асинхронными.

Синхронные электрические машины применяют главным образом в качестве генераторов.

При вращении ротора, который является электромагнитом, в обмотке статора будет индуцироваться переменная электродвижущая сила. Это явление лежит в основе устройства однофазного генератора переменного тока. Если обмотку статора сделать многофазной, то можно получить трёхфазную систему переменного тока.

Синхронные машины применяют в качестве электрических двигателей, особенно в установках мощностью свыше 50 кВт. Для работы синхронной машины в режиме двигателя обмотку статора подключают к трёхфазной сети, а обмотку ротора – к источнику постоянного тока.

Асинхронные машины используют в основном в качестве электрических двигателей и крайне редко в качестве генераторов.

В асинхронном трёхфазном двигателе с короткозамкнутым ротором вращающееся магнитное поле создаётся в результате прохождения тока по трём фазам обмотки статора, расположенным под углом 120° по отношению друг к другу. Ротор у данного двигателя короткозамкнутый. Трёхфазные асинхронные электрические двигатели широко применяют в промышленности для приведения в действие станков, машин и механизмов. Но такие двигатели имеют ряд недостатков: невозможность плавного регулирования частоты вращения, большой пусковой ток и др. этих недостатков можно избежать, если вместо короткозамкнутого ротора применить фазный ротор.

Для пуска асинхронного электродвигателя с фазным ротором щётки соединяют с пусковыми или регулировочными реостатами, которые уменьшают пусковой ток, т. к. благодаря ним увеличивается общее сопротивление обмотки ротора.

Реостаты используют также для плавного регулирования частоты вращения двигателя и изменения других рабочих характеристик.