Sistemas eletromecânicos são configurações complexas que combinam efetivamente elementos elétricos e mecânicos para atingir um resultado desejado. Central para muitos desses sistemas é o motor CC, um dispositivo que converte energia elétrica em movimento mecânico, permitindo várias aplicações que vão de ventiladores simples a mecanismos robóticos complexos.

Um componente-chave do motor CC é a armadura, um circuito rotativo posicionado dentro de um campo magnético. À medida que uma corrente elétrica passa pela armadura, ela encontra uma força devido à interação com o campo magnético, produzindo torque. Esse torque inicia a rotação do rotor, convertendo assim energia elétrica em movimento mecânico. A voltagem induzida na armadura é diretamente proporcional à sua velocidade, um fenômeno conhecido como força eletromotriz inversa (EMF).

Para analisar o comportamento de um motor CC, aplicamos princípios elétricos ao circuito da armadura. Ao empregar uma equação de loop e transformá-la pelo método de Laplace, podemos elucidar a relação entre a corrente da armadura (i_a), a tensão aplicada da armadura (V_a) e a EMF reversa (E_b). A equação é dada por:

Onde R_a representa a resistência da armadura e E_b representa a EMF traseira.

No domínio s, o torque (T) produzido pelo motor é diretamente proporcional à corrente da armadura, descrita por:

​Aqui, k_t é a constante de torque. Este torque também pode ser escrito em termos da inércia (J) do rotor:

Ao expressar o torque em termos da posição angular (θ) do eixo do motor e simplificá-lo, pode-se derivar a função de transferência. Supondo que a indutância da armadura seja desprezível em comparação com a resistência da armadura, a função de transferência simplificada do motor CC se torna:

Esta função de transferência fornece uma compreensão abrangente da resposta dinâmica do motor, ligando a entrada elétrica à saída mecânica e facilitando o projeto e o controle de sistemas eletromecânicos.