集电环和碳刷在相互作用的情况下，它们的接触面上会有一层稳定的，适度均匀的氧化膜，电机在这种状态下是运作良好的表现。由于氧化膜的存在，使得碳刷和集电环之间的接触性质发生了改变，它们之间的磨损和摩擦变少了，也 延长了集电环和碳刷的使用寿命。氧化膜的厚度8到100纳米，接触面积的多少是由多种因素决定的。
研究中发现，电压小的时候这层氧化膜是绝缘的，电压达到一定程度时，氧化膜 会受到破坏。氧化膜具有很好的润滑性，这个润滑性主要是石墨起的作用。碳刷过热主要是因为这层氧化膜受到破坏导致的。
碳刷在运行中故障性过热是比较常见的问题，从过热故障原因来看主要有以下几方面：
一种是因为冷却风道阻塞，各种风孔被堵塞，此时要注意清理堵塞的封孔，或者是对集电环进行 换。
还有一种原因是因为电阻分布不均产生的发热现象，这种情况应该对集电环与转子的引线进行加固，或者是电刷材质不良，要 换碳刷。
