换向器是一种用于电动机或发电机中的重要组件，它通过周期性地改变电流方向来确保设备能够持续运转。为了更好地理解换向器的原理，我们有必要从基本的电磁学原理出发。
首先，了解电动机的工作原理是关键。电动机利用了电磁感应定律，即当导体置于变化的磁场中时会产生电流。而换向器的作用在于确保电流的方向与磁场的变化保持一致，从而使电动机能够连续旋转。具体来说，换向器由一系列金属片组成，这些金属片固定在电动机的转子上，并且每个金属片之间都有绝缘材料隔开。当电动机运行时，电刷会接触这些金属片，从而形成电路。随着转子的转动，电刷会依次接触到不同的金属片，这样就能实现电流方向的周期性改变。
此外，在发电机中，换向器的功能则是将线圈内部产生的交流电转换为外部电路所需的直流电。这一过程同样依赖于换向器与电刷之间的相互作用。
总之，换向器通过其独特的结构设计和工作方式，有效地实现了电流方向的切换，从而保证了电动机和发电机的正常运行。