我们从小学就知道，磁铁分N极和S极，磁力线从N极出发，最后回到S极；磁铁同极相斥，异极相吸。磁铁磁极之间的相互作用示意图如下：

利用磁极之间的相互作用力，理论上我们可以移动一个磁极，让另外一个磁极跟着运动，如果第一个磁极旋转的话，另一个磁极也会跟着旋转。但是这样无法称之为电机，因为旋转一个磁极需要的是机械能，这样本质上是机械能之间的转换，不是电能和机械能之间的转换。那怎么办呢？

安培定律告诉我们，磁场本质是由电流产生的，我们想要的是磁场之间的相互作用，因此主要有电流即可，一个很自然的想法就是：能不能将两个磁场中的一个用线圈来产生呢？——当然可以，永磁同步电机就是这么干的，具体见下图：

我们一般将永磁体放在转子上，定子是一个线圈，线圈通电后，也会产生一个磁场。根据我们的直观感觉，很容易得出如下结论：

 当两个磁场轴线正对着的时候（上图左），磁场之间有相互吸引力，这个力是径向的，不会产生转矩。
 当两个磁场轴线有一定夹角的时候（上图中），磁场之间有相互吸引力，但是这个力既有径向分量，也有切向分量，因此会产生一定的转矩。
  当两个磁场轴线垂直的时候（上图右），磁场之间有相互吸引力，但是这个力主要是切向分量，因此产生转矩最大。

可以做出如下猜想：对于旋转电机而言，由于其转矩是由两个磁场相互作用产生的，因此：

  转矩的大小应该和两个磁场的大小是正相关的，磁场越强，转矩应该越大；
  转矩的大小和两个磁场之间的夹角是正相关的，夹角为零时转矩为零，夹角90°时转矩最大。

这些都是定性分析，对于工程师而言，我们需要的是定量的计算，那怎么算呢？

我们知道，数学中的叉乘运算描述的是什么东西呢？——叉乘的结果和两个量的幅值成正比，和夹角正相关，这怎么和磁场产生转矩的那么相像，那是不是可以用叉乘来计算两个磁场相互作用产生的转矩呢？

磁场的本质是电流产生的，产生磁场的电流又叫磁动势，假如我们胆子更大一点，是不是可以进一步猜想：

其中表示线圈磁动势，表示永磁体磁动势。

也就是说电机转矩和线圈磁动势与永磁体磁动势的叉乘成正比。

当然，真正的电机是不会直接拿线圈和永磁体直接相吸的，这样效率太低，一般是将线圈绕在磁轭上，磁轭是软磁体，起着导磁的作用，如下图所示。