Z4直流換向線圈當電樞元件隨著電樞的旋轉，依次從一條支路轉移到另一支路時，各元件中的電流也就從一種流動方向改變為另一種流動方向。這種利用機械方法使元件中電流變換方向的現象稱為換向。換向過程總是與元件被電刷短路的過程相伴隨的。圖2中,當元件a開始被電刷短路時，元件電流便進入了換向過程。當元件a脫離短路時,換向過程也就結束。整個過程所耗時間稱為換向周期。換向周期的長短與電刷的寬度及電樞的轉速有關。電刷越寬，轉速越慢，換向周期越長。

 換向過程中，由于電流變化，換向元件中會產生自感電動勢，俗稱電抗電動勢。當同槽中有多個元件同時換向時，電抗電動勢還包括它們之間的互感電動勢在內。這種電動勢起阻止換向的作用。電抗電動勢越大，換向越困難，甚至在電刷邊上會產生火花。嚴重的火花有時發展成換向器環火而損壞換向器。