Ha uno dei due seguenti circuiti equivalenti:
Nel primo la variazione del flusso si ottiene variando il reostato
di campo (una sua diminuzione comporta una diminuzione della corrente
d'eccitazione e quindi del flusso), nel secondo la variazione
del flusso si ottiene variando il numero di spire dell'avvolgimento
induttore (un suo aumento comporta un aumento del flusso). Ai
fini della caduta di tensione e delle perdite sul sistema di eccitazione
le due soluzioni sono del tutto equivalenti.
Il motore (nello schema col reostato di campo e supponendo nulla
la resistenza del reostato di avviamento) risulta descritto dalle
seguenti equazioni interne:
e dall'equazione esterna: Kc·F·Ii
= Cr(n) (Cr(n) è la caratteristica
della coppia resistente applicata all'albero).
Ragionando a tensione applicata costante e reostato di campo costante (oppure numero di spire Ne costanti) e trascurando la caduta di f.e.m. per reazione d'indotto, all'avviamento, essendo nulla la velocità, sarà nulla la f.c.e.m. e la corrente di spunto varrà:
Tale corrente sarà notevolmente grande e, con essa, saranno
grandi la corrente d'eccitazione ed il flusso FAV
[Wb]. Quindi sarà grande la coppia d'avviamento 
[N·m]. Al procedere dell'avviamento, aumentando la velocità,
aumenta la f.c.e.m. e, quindi, diminuisce la corrente assorbita.
Questa diminuzione comporta una diminuzione della corrente d'eccitazione
e del flusso e, di conseguenza, della coppia elettromagnetica
generata. Immaginando che la coppia si riduca fino ad annullarsi,
caso del funzionamento a vuoto, si ha:
Tuttavia, essendo presente un flusso residuo Fre, la velocità a vuoto risulta limitata al valore:
che, in ogni caso, non è meccanicamente sopportabile dalla macchina. Quindi questi motori non devono essere utilizzati quando esiste la possibilità che vengano a trovarsi a vuoto (cioè senza coppia resistente applicata all'albero).
La caratteristica meccanica conseguente alla discussione appena fatta è rappresentata nella figura riportata sopra. Tale figura mostra pure come avviene una variazione della velocità mediante la variazione del reostato di campo (o del numero di spire dell'avvolgimento induttore).
L'avviamento di questo motore, a causa dell'elevata corrente
di spunto e dell'elevata coppia d'avviamento (che può produrre
avviamenti eccessivamente bruschi), avviene attraverso un adeguato
reostato d'avviamento, come già visto per il motore
ad eccitazione derivata. Ovviamente, per favorire un elevato rendimento,
ad avviamento completato il reostato deve essere escluso (cortocircuitato).
Anche per questa macchina si possono prendere in considerazione funzionamenti diversi dal motore, riferendoli alla velocità di rotazione. Riassumiamo dicendo che per:
n > 0 si ha il funzionamento da motore;
nFG < n < 0 si ha il funzionamento da freno;
n < nFG si ha il funzionamento da generatore.
dove nFG è una velocità di segno opposto alla velocità n del funzionamento da motore (quindi negativa) che dipende dai parametri costruttivi (circuito elettrico e circuito magnetico) della macchina. Avvertiamo che è impossibile la frenatura con recupero d'energia in quanto la dinamo con eccitazione serie non è adatta a funzionare in parallelo ad una rete a tensione costante, mentre sono possibili le frenature controcorrente e dinamica (reostatica).
La figura sottostante è riferita al caso dello schema con variatore del numero di spire:
Macchine in corrente continua
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