如圖為一臺四極直流電機空載時的磁場分布圖。電機空載時的氣隙磁場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，電機無負(fù)載，即沒有功率輸出。
1、磁場分布情況：
主磁通：絕大部分磁通經(jīng)主極、氣隙、電樞鐵芯、同時與勵磁繞組和電樞繞組相交鏈。
漏磁通：勵磁繞組電流還產(chǎn)生一部分不經(jīng)過電樞而只通過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。
2、磁場特點：
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。
若不計鐵磁材料中的磁壓降，則在氣隙中各處所消耗的磁勢均為勵磁磁勢，這樣，氣隙小處，磁密b大；氣隙大處，磁密b?。辉趦蓸O間的幾何中心線處，磁密b＝0，于是，當(dāng)不計齒槽影響，直流電機空載時的氣隙磁場的磁密波分布波形為：一個空間位置固定不變的平頂波。
3、電機磁化曲線：
電機運行需要一定量的 ，即要有一定大小的勵磁磁勢，而f＝wi，當(dāng)w一定時，就需要有一定大小的勵磁電流。電機磁化曲線是指主磁通 與勵磁磁勢或勵磁電流的關(guān)系曲線。即 或
它可以通過電機磁路計算求得。電機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。因電機未飽和，磁動勢主要降落
在氣隙中，而氣隙的磁導(dǎo)率為常數(shù)。延長這一直線部分得到氣隙磁化曲線，即氣隙線 。
b、當(dāng) 增大，鐵心所需磁動勢增大很快，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、電機飽和時，曲線進(jìn)入飽和區(qū)。