Một nam châm vĩnh cửu hình vành khuyên được cố định bên trong động cơ điện một chiều và dòng điện chạy qua cuộn dây trên rôto để tạo ra lực ampe. Khi cuộn dây trên rôto song song với từ trường thì chiều của từ trường sẽ thay đổi khi cuộn dây trên rôto tiếp tục quay. Do đó, gót bàn chải ở cuối rôto thay đổi. Các tấm được tiếp xúc luân phiên, do đó hướng của dòng điện trên cuộn dây cũng thay đổi và hướng của lực Lorentz tạo ra không thay đổi, do đó, động cơ có thể tiếp tục quay theo một chiều.
Nguyên lý làm việc của máy phát điện một chiều là biến đổi suất điện động xoay chiều cảm ứng trong cuộn dây phần ứng thành suất điện động một chiều khi nó bị cổ góp hút ra từ đầu chổi than và tác động đổi chiều của chổi than.
Chiều của suất điện động cảm ứng được xác định theo quy tắc bàn tay phải (đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, ngón cái hướng vào chiều chuyển động của dây dẫn, bốn ngón tay còn lại hướng vào chiều của suất điện động cảm ứng trong vật dẫn).
Hướng của lực' s của vật dẫn được xác định theo quy tắc bàn tay trái. Cặp lực điện từ này tạo thành mômen tác dụng lên phần ứng. Mômen này được gọi là mômen điện từ trong máy điện quay. Chiều của mômen quay ngược chiều kim đồng hồ nhằm làm cho phần ứng quay ngược chiều kim đồng hồ. Nếu mômen điện từ có thể thắng mômen cản trên phần ứng (như mômen cản do ma sát và các mômen tải khác gây ra) thì phần ứng có thể quay ngược chiều kim đồng hồ.