Het werkingsprincipe van koolborstels voor elektrisch gereedschap berust voornamelijk op de wrijving en het contact tussen koolborstels en borstels (ook wel koolborstels genoemd) en realiseert het proces van het omzetten van elektrische energie in mechanische energie door het huidige magnetische veld van de spoel tussen de borstels en de elektrische koperen spoel. Koolborstelmotoren bestaan voornamelijk uit een rotor en een stator, de rotor bestaat meestal uit een ijzeren kern en een spoel, en de stator bestaat uit een permanente magneet. Wanneer de rotorwikkelingen worden geactiveerd, wordt een elektromagnetisch veld gegenereerd, dat interageert met het magnetische veld van de stator, wat resulteert in de torsie van de rotor. De spoel in de rotor wordt constant verbonden of losgekoppeld van de voeding door het contact tussen de koolborstel en de borstel, zodat de wisselstroom in de spoel wordt gegenereerd. Deze wisselstroom werkt via het magnetische veld in de spoel en zet elektrische energie om in mechanische energie, waardoor de rotor gaat draaien.
De rol van koolborstels in de motor is cruciaal. Ze houden via veren of andere structuren drukcontact met de borstels om ervoor te zorgen dat de stroom normaal kan worden doorgegeven. Wanneer het contact tussen de borstel en de koolborstel wordt verbroken, stopt de stroom met stromen, verdwijnt het magnetische veld in de spoel en stopt de rotor met draaien. En wanneer het contact wordt hersteld, stroomt de stroom weer, wordt het magnetische veld opnieuw gegenereerd en blijft de rotor draaien. Dit werkingsprincipe van koolborstels kan eenvoudig worden samengevat als "stroom-magnetisch veld-kracht-rotatie".
Koolborstels zijn meestal gemaakt van geleidende materialen zoals grafiet, die een goede geleiding en slijtvastheid hebben. Ze worden op de stator van de motor gemonteerd en met de motor verbonden door een veer of stelschroef. Er bevinden zich een of meer sets collectorringen op de rotor en de koolborstel creëert een stroomoverdrachtspad met de rotor door contact te maken met deze collectorringen. De stabiliteit van de stroomgeleiding is afhankelijk van de elasticiteit en slijtvastheid van het geleidende materiaal van de koolborstel, dat een goed contact met de collectorring kan garanderen en een stabiele stroomoverdracht kan handhaven. Vanwege de contactwrijving met de collectorring zal de koolborstel geleidelijk slijten, dus deze moet regelmatig worden vervangen om de betrouwbaarheid van de stroomgeleiding te garanderen.
