ตัวเหนี่ยวนำ

      รูปแสดงการต่อแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าคร่อมเข้ากับขดลวด เป็นผลทำให้มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวด ซึ่งกระแสไฟฟ้านี้จะทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก และความเข้มของสนามแม่เหล็กจะเพิ่มขึ้นจากค่าศูนย์ไปจนถึงค่าสูงสุดในช่วงเวลาสั้นๆ โดยการขยายตัวของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า จะเริ่มจากส่วนกลางของลวดตัวนำ ซึ่งการขยายตัวของเส้นแรงแม่เหล็กนี้จะเป็นการเคลื่อนที่ตัดกับตัวนำที่อยู่กับที่ ดังนั้น จึงส่งผลให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้น (การเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า) การที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่านลวดตัวนำแล้วทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำภายในนี้ เรียกว่า การเหนี่ยวนำภายใน (Self Inductance)

        รูป (ก) แสดงการต่อตัวเหนี่ยวนำคร่อมอยู่กับแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรง เมื่อปิดสวิตช์ กระแสไฟฟ้าในวงจรจะไหลผ่านตัวเหนี่ยวนำ และตัวต้านทานที่ต่ออันดับอยู่ ถ้าปริมาณกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นจนถึงค่าสูงสุดก็จะทำให้สนามแม่เหล็กเกิดการขยายตัว และตลอดเวลาที่มีการเคลื่อนที่ตัดกันระหว่างสนามแม่เหล็กกับตัวเหนี่ยวนำก็จะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้น แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นนี้ จะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่จะคอยต้านการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าภายในวงจร
โดยค่าความเหนี่ยวนำของ ตัวเหนี่ยวนำ 1 เฮนรี่ หมายถึง การเปลี่ยนแปลงของปริมาณกระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์/วินาที ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำ 1 โวลต์ ดังนั้น ค่าความเหนี่ยวนำจึงเป็นการแสดงว่า Counter EMF (แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำ) ที่เกิดจากตัวเหนี่ยวนำจะมีปริมาณเท่าไรสำหรับการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวเหนี่ยวนำเดียวกัน สูตรคำนวณแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำ หรือ Counter EMF เป็นดังนี้

ตัวอย่าง
จงคำนวณหาขนาดของแรงดันไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำคร่อมตัวเหนี่ยวนำค่า 4 H เมื่อการเปลี่ยนแปลงของกระแสอยู่ในอัตรา
ก. 1 A/s
ข. 4 A/s

สรุป การเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าในขดลวด ถ้าเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วจะทำให้แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำเกิดขึ้นมากด้วย

          เมื่อกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นจนถึงค่าสูงสุดจะทำให้สนามแม่เหล็กซึ่งจะมีปริมาณมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับปริมาณกระแสไฟฟ้าก็ถึงค่าสูงสุดด้วย และทำให้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าไม่เกิดการขยายตัวอีกต่อไปโดยจะรักษาระดับให้คงที่ไว้ เมื่อกระแสไฟฟ้าคงที่แล้วการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กจึงไม่เกิดขึ้น ดังนั้น การเคลื่อนที่ตัดกันระหว่างตัวเหนี่ยวนำและสนามแม่เหล็กที่ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำจึงไม่เกิดขึ้น และสุดท้ายกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่จะไปต้านการไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจรก็จะไม่เกิดขึ้นด้วยเช่นกัน ดังแสดงในรูป (ข) ขดลวดจะรับพลังงานไฟฟ้า และเก็บไว้ในรูปของพลังงานสนามแม่เหล็ก เช่นเดียวกับกรณีที่ตัวเก็บประจุที่เก็บพลังงานไฟฟ้าในรูปของสนามไฟฟ้านั่นเอง
ถ้าปรับสวิตช์ไปที่ตำแหน่ง B ดังแสดงในรูป (ค) กระแสไฟฟ้าที่ไหลมาจากแบตเตอรี่จะมีค่าเท่ากับศูนย์ และทำให้สนามแม่เหล็กยุบตัวลงมา ทั้งนี้เนื่องจากไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านในวงจรจึงไม่ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กอีกต่อไป และถึงแม้เส้นแรงแม่เหล็กจะยุบตัวลงมา แต่ก็ยังเป็นการเคลื่อนที่ตัดกับขดลวดตัวนำอยู่ (เป็นเหตุให้มีการเคลื่อนที่ตัดกันระหว่างตัวเหนี่ยวนำ และสนามแม่เหล็ก) ส่งผลให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำเกิดขึ้นในขดลวด ซึ่งผลที่ตามมาก็คือ เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่จะไหลไปในทิศทางเดียวกันกับกระแสไฟฟ้าของวงจรซึ่งไหลอยู่ก่อนหน้านี้แล้ว (ก่อนหน้าที่สวิตช์จะเปิดวงจร) ขดลวดในขณะนี้จะเปลี่ยนพลังงานสนามแม่เหล็กไปเป็นพลังงานไฟฟ้า และคืนพลังงานที่เก็บสะสมไว้ในตอนแรกออกมา หลังจากเวลาผ่านไปสนามแม่เหล็กก็จะยุบตัวหมด แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำก็จะกลายเป็นศูนย์ และกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำภายในวงจรก็จะไม่เกิดขึ้นอีก

        แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นในขดลวดนี้เรียกว่า Counter Electromotive Force (Counter EMF หรือ Back EMF) ซึ่งจะทำหน้าที่ต้านทานแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายออกมาจากแบตเตอรี่และความสามารถของขดลวดหรือตัวเหนี่ยวนำที่ทำให้เกิด Counter EMF ขึ้นภายในซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าเรียกว่า Self-Inductance หรือที่นิยมเรียก คือ ความเหนี่ยวนำ (Inductance, L) และมีหน่วยเป็น เฮนรี่ (H)

        การแบ่งชนิดของตัวเหนี่ยวนำ สามารถแบ่งได้เช่นเดียวกับการแบ่งชนิดของตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ นั่นคือ ตัวเหนี่ยวนำชนิดค่าคงที่ และตัวเหนี่ยวนำชนิดปรับค่าได้ โดยมีสัญลักษณ์ดังแสดงในรูป (ก) และ (ข) ตามลำดับ นอกจากการแบ่งตัวเหนี่ยวนำออกเป็น 2 ชนิดใหญ่ๆ นี้แล้ว ตัวเหนี่ยวนำยังสามารถแยกออกเป็นแบบต่างๆ ได้อีกมากมาย ขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ทำแกนดังแสดงในรูป (ค)

โดยปกติแล้วตัวเหนี่ยวนำประเภทนี้ทำมาจากขดลวดทองแดง โดยมีวัสดุที่มีคุณสมบัติเป็นฉนวนเคลือบลวดตัวนำนี้ไว้ วัสดุเคลือบหรือน้ำมันวานิชที่ใช้เคลือบลวดตัวนำนี้ช่วยป้องกันไม่ให้เกิดการลัดวงจร ทั้งนี้เนื่องจากการพันขดลวดจะต้องพันซ้อนทับซึ่งกันและกัน ตัวเหนี่ยวนำชนิดค่าคงที่ ที่พบมากในตลาดมี 3 แบบ ดังแสดงในรูป ดังนี้

          
1. แบบแกนอากาศ
2. แบบแกนเหล็ก
3. แบบแกนเฟอร์ไรต์

       ค่าความเหนี่ยวนำจะถูกเปลี่ยนแปลงโดยการปรับตำแหน่งของแกน โดยสัมพันธ์กับขดลวดที่อยู่กับที่ ตัวเหนี่ยวนำชนิดปรับค่าได้แบบเฟอร์ไรต์ ดังแสดงในรูป เป็นเพียงชนิดเดียวที่ได้รับความนิยมในปัจจุบัน การเคลื่อนที่เข้าออก ของแกนเฟอร์ไรต์จะปรับจากสกรู ถ้าแกนเคลื่อนที่ออกมานอกสุดจะทำให้ค่าความซาบซึมได้มีค่าต่ำ เนื่องจากการเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นเสมือนเกิดกับแกนอากาศ ดั่งนั้นค่าความเหนี่ยวนำจึงมีค่าต่ำ แต่ถ้าหมุนสกรูให้แกนเฟอร์ไรต์เคลื่อนที่เข้าไปในขดลวดมากขึ้น จะทำให้ค่าความซาบซึมที่ได้มีค่ามากขึ้น ส่งผลให้ค่าความเหนี่ยวนำมากขึ้นด้วย

ค่าความเหนี่ยวนำถูกกำหนดโดย 4 ปัจจัย ดังนี้
1. จำนวนรอบของขดลวด
2. พื้นที่ของขดลวด
3. ความยาวของขดลวด
4. วัสดุที่นำมาทำแกนภายในขดลวด

จำนวนรอบของขดลวด
ถ้าตัวเหนี่ยวนำมีจำนวนรอบของขดลวดมากขึ้น ดังแสดงในรูป สนามแม่เหล็กที่เกิดจากการไหลผ่านของกระแสไฟฟ้าในขดลวดก็จะเกิดขึ้นมากด้วย สนามแม่เหล็กปริมาณมากนี้ จะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าขึ้นในตัวเหนี่ยวนำที่เรียกว่า "Counter EMF หรือ Back EMF" และจากการที่มีเส้นแรงแม่เหล็กจำนวนมากตัดกับขดลวด จึงส่งผลให้ค่าความเหนี่ยวนำมากตามไปด้วย ดังนั้น ค่าความเหนี่ยวนำ (L) จึงเป็นสัดส่วนโดยตรงกับจำนวนรอบของขดลวด (N)

พื้นที่ของขดลวด
    ถ้าพื้นที่ของขดลวดเพิ่มขึ้นสำหรับขดลวดที่มีจำนวนรอบใดๆ ดังแสดงในรูป จะทำให้เส้นแรงแม่เหล็กมีจำนวนมากขึ้นด้วย และการมีสนามแม่เหล็กเพิ่มขึ้นจะทำให้ค่าความเหนี่ยวนำเพิ่มขึ้นตาม ดังนั้น ค่าความเหนี่ยวนำ (L) จึงเป็นสัดส่วนโดยตรงกับพื้นที่ของขดลวด (A)

ความยาวของขดลวด
        ถ้าทำให้ขดลวดจำนวน 4 รอบ ขยายพื้นที่ออก (นั่นคือความยาวของขดลวดเพิ่มขึ้น) ดังแสดงในรูป ผลรวมของสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นจากขดลวดแต่ละขดจะมีปริมาณลดลงในทางกลับกันถ้าขดลวดที่มีจำนวนเท่าเดิม
นี้นำมาพันให้อยู่ชิดกันมากขึ้น (ความยาวของขดลวดสั้นลง) สนามแม่เหล็กที่เกิดจากขดลวดในแต่ละขดจะเสริมซึ่งกันและกัน ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กที่มีปริมาณมากขึ้น ทำให้ค่าความเหนี่ยวนำมีค่ามากตามไปด้วย ดังนั้น ค่าความเหนี่ยวนำจึงเป็นสัดส่วนผกผันกับความยาวของขดลวด

วัสดุที่นำมาทำแกนภายในขดลวด (u)
       ตัวเหนี่ยวนำส่วนมากมีแกนที่ทำจากวัสดุจำพวกนิกเกิล โคบอลต์ เหล็ก เฟอร์ไรต์ หรืออัลลอย ซึ่งแกนเหล่านี้มีคุณสมบัติที่จะช่วยรวมหรือเพิ่มความเข้มของสนามแม่เหล็ก ดังนั้น ค่าความซาบซึมได้ (Permeability) จึงเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่มีผลต่อค่าความเหนี่ยวนำ โดยถ้าค่าความซาบซึมได้ของวัสดุที่ใช้ทำแกนมีค่ามาก ก็จะทำให้ค่าความเหนี่ยวนำมีค่ามากตามไปด้วย ดังแสดงในตารางแสดงตัวอย่างของวัสดุหลายชนิดที่นำมาใช้ทำแกน

จากปัจจัยทั้ง 4 ประการที่มีผลต่อค่าความเหนี่ยวนำ ดังนั้นจึงสามารถนำมาเขียนเป็นสูตรคำนวณหาค่าความเหนี่ยวนำได้ดังนี้

โดยที่ L = ค่าความเหนี่ยวนำ มีหน่วยเป็น เฮนรี่ (H)
N = จำนวนของขดลวด
A = พื้นที่ของขดลวด มีหน่วยเป็น ตารางเมตร (m2)
u = ค่าความซาบซึมได้ (Permeability)
l = ความยาวของวัสดุที่นำมาทำแกน มีหน่วยเป็น เมตร (m)

ตัวอย่าง
จากตัวเหนี่ยวนำในรูป จงคำนวณหาค่าความเหนี่ยวนำ

     ตัวเหนี่ยวนำเป็นอุปกรณ์ที่ต้านการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าในวงจร การต่อตัวเหนี่ยวนำจะมีรูปแบบการต่อเช่นเดียวกับการต่อตัวต้านทาน นั่นคือ ต่อแบบอนุกรมหรืออันดับ และต่อแบบขนาน กรณีนำตัวเหนี่ยวนำจำนวน 2 ตัว หรือมากกว่ามาต่อกันแบบอนุกรมจะเป็นการเพิ่มความยาวให้กับขดลวด และทำให้ค่าความเหนี่ยวนำรวมเพิ่มขึ้น และเมื่อทำการต่อตัวเหนี่ยวนำแบบขนาน การหาค่าความเหนี่ยวนำรวมจะใช้วิธีคำนวณเช่นเดียวกับวิธีของตัวต้านทาน โดยที่ค่าความเหนี่ยวนำรวมที่ได้ จะมีค่าน้อยกว่าค่าความเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำที่มีค่าน้อยที่สุดในวงจร

การต่อตัวเหนี่ยวนำแบบอนุกรมหรืออันดับ
เมื่อตัวเหนี่ยวนำหลายๆ ตัวมาต่อกันแบบอนุกรม ค่าความเหนี่ยวนำรวมจะคำนวณได้จากการนำค่าความเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำทุกตัวมารวมกัน

ตัวอย่าง
จงคำนวณหาค่าความเหนี่ยวนำรวมของวงจรที่แสดงในรูป

การต่อตัวเหนี่ยวนำแบบขนาน
การคำนวณหาค่าความเหนี่ยวนำรวม เมื่อนำตัวเหนี่ยวนำมากกว่า 2 ตัว ต่อกันแบบขนาน

ตัวอย่าง
จงหาค่าความเหนี่ยวนำรวม (LT) ของวงจรที่แสดงในรูป

รีเลย์ (Relay)

รีเลย์เป็นสวิตช์แม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Swich) ซึ่งทำหน้าที่เชื่อมต่อหรือเปิดวงจรการทำงานจะดึงหน้าสัมผัสเข้าหาหรือให้หนีออกจากอีกข้างหนึ่ง ดังแสดงในรูปแสดงสัญลักษณ์และรูปลักษณะของรีเลย์ โดยในรูป (ก) แสดงรีเลย์แบบปกติเปิด (Normally Open Relay, NO) ส่วนรูป (ข) เป็นรีเลย์แบบปกติปิด (Normally Closed Relay, NC)

      ส่วนประกอบของรีเลย์ประกอบด้วยชุดแม่เหล็กไฟฟ้า (Magnetic) ที่ต่ออยู่กับสายไฟ X และ Y ชุดแขนเหล็กเคลื่อนที่หรือที่รู้จักว่า อาร์มาเจอร์ (Armature) และชุดหน้าสัมผัส (Contacts) สำหรับการทำงานนั้น เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านจากสายไฟ X และ Y จะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้นที่ชุดแม่เหล็กไฟฟ้า หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งว่า ชุดแม่เหล็กไฟฟ้าถูกกระตุ้นให้เกิดพลังงานสนามแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้น ผลทำให้เกิดแรงดึงอาร์มาเจอร์เข้าหาชุดแม่เหล็กไฟฟ้า จากการทำงานในลักษณะเช่นนี้ ทำให้มีผลต่อการทำงานของรีเลย์ทั้งสองแบบ ดังนี้

๐ รีเลย์ชนิดปกติเปิด จะเป็นการดึงหน้าสัมผัสเข้าหาอีกข้างหนึ่ง
๐ รีเลย์ชนิดปกติปิด จะเป็นการเปิดหน้าสัมผัสให้หนีออกจากกัน

ถ้าหยุดการกระตุ้นชุดแม่เหล็กไฟฟ้าโดยการตัดกระแสไฟฟ้าไม่ให้ไหลผ่านขดลวด จะทำให้ไม่มีแรงดึงดูดที่เกิดจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ส่งผลให้สปริงที่คอยรั้งอาร์มาเจอร์อยู่ดึงอาร์มาเจอร์กลับในกรณีของรีเลย์ชนิดปกติเปิดก็จะเป็นการเปิดหน้าสัมผัสตัดการเชื่อมต่อกันระหว่างเส้นทาง A และ B ส่วนรีเลย์ชนิดปกติปิดก็จะเป็นการดึงหน้าสัมผัสให้กลับมาชิดกันเช่นเดิม ซึ่งจะเป็นการเชื่อมต่อเส้นทาง A และ B เข้าด้วยกันนั่นเอง

ไมโครโฟน (Microphone)
        ไมโครโฟนเป็นอุปกรณ์ที่สร้างจากขดลวดเคลื่อนที่ โดยการทำงานจะอาศัยการเหนี่ยวนำของแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Induction) เพื่อที่จะเปลี่ยนคลื่นเสียงไปเป็นคลื่นสัญญาณไฟฟ้า จากที่ทราบว่าเสียงที่เราได้ยินนั้นเกิดจากการเคลื่อนที่ของคลื่นความดันผ่านอากาศ ซึ่งการที่จะให้เกิดคลื่นความดันในลักษณะเช่นนี้ สามารถทำได้โดยใช้เส้นเชือกที่ขึงให้ตึง ผิวเนื้อเยื่อแผ่นบางๆ หรืออาจเป็นกล่องเสียงในลำคอของมนุษย์ และทำให้สิ่งที่กล่าวมาข้างต้นนี้เกิดการสั่นซึ่งจะส่งผลให้เกิดการอัดหรือขยายของโมเลกุลอากาศ ดังแสดงในรูป เป็นตัวอย่างของการทำให้เส้นเชือกที่ถูกขึงให้ตึงเกิดการสั่นกลับไปกลับมา ผลของการสั่นจะทำให้เกิดย่านความดันอากาศสูงสุด (ตำแหน่ง A) และต่ำสุด (ตำแหน่ง B)
สำหรับความถี่ของคลื่นเสียงที่เกิดจากการทำให้เส้นเชือกสั่นนั้นจะหาได้จากจำนวนรอบของการสั่นไปกลับจากตำแหน่งสูงสุดไปยังตำแหน่งต่ำสุดในเวลา 1 วินาที มีหน่วยเป็นเฮิรตซ์ (Hertz) หรือ รอบ/วินาที ส่วนแอมปลิจูดหรือความเข้มของคลื่นเสียงจะหาได้จากช่วงของการเคลื่อนที่ของเส้นเชือกไปทางซ้ายหรือทางขวาโดยวัดจากตำแหน่งกึ่งกลาง (ตำแหน่ง B)

      ไมโครโฟนชนิดขดลวดเคลื่อนที่ (Moving Coil Microphone) ทำหน้าที่เปลี่ยนคลื่นเสียงไปเป็นคลื่นสัญญาณไฟฟ้าโดยอาศัยคุณสมบัติของการเหนี่ยวนำทางแม่เหล็กไฟฟ้า รูปลักษณะภายนอกและโครงสร้างภายในของไมโครโฟนชนิดขดลวดเคลื่อนที่ ดังแสดงในรูป จากรูปจะเห็นว่ามีขดลวดพันอยู่ในช่องว่างระหว่างขั้วแม่เหล็ก และมีไดอะแฟรมซึ่งเป็นแผ่นวัสดุที่มีความบางและมีความยีดหยุ่นสูงยึดติดอยู่ โดยส่วนของไดอะแฟรมนี้จะถูกปิดครอบตัวฝาตะแกรงที่มีช่องพรุนเพื่อป้องกันความเสียหายใดๆ ที่จะเกิดกับไดอะแฟรม
เมื่อคลื่นเสียงที่ไปกระทบกับผิวของไดอะแฟรม ก็จะทำให้ไดอะแฟรมเกิดการสั่นกลับไปกลับมา ส่งผลให้ขดลวดที่ยึดติดอยู่กับไดอะแฟรมเคลื่อนที่กลับไปกลับมาด้วย ซึ่งการเคลื่อนที่ของขดลวดตัดเส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดจากแม่เหล็กถาวรกลับไปกลับมานี้ จะทำให้เกิดเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่จะสามารถเหนี่ยวนำผ่านขดลวดนี้ออกไป (ซึ่งเรียกกระบวนการนี้ว่า การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า) ซึ่งแรงดันไฟฟ้าที่เป็นไฟฟ้ากระแสสลับนี้จะมีรูปคลื่นสัญญาณลักษณะเดียวกับคลื่นเสียงที่เป็นต้นกำเนิดของสัญญาณแรงดันไฟฟ้านี้ ดังแสดงในรูป (ค)

ไมโครโฟนชนิดขดลวดเคลื่อนที่นี้บางครั้งจะเรียกว่า ไมโครโฟนแบบไดนามิก (Dynamic Microphone) ทั้งนี้ก็เพราะโครงสร้างภายในมีการเคลื่อนที่ของขดลวดนั่นเอง

ลำโพง
        ลำโพงเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนสัญญาณแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้าให้เป็นสัญญาณเสียง เช่น เสียงพูด เสียงดนตรี ให้เราได้ยินผ่านทางวิทยุ หรือโทรทัศน์ เป็นต้น ลำโพงโดยทั่วไปจะเป็นแบบแม่เหล็กถาวร นั่นคือ การทำงานจะอาศัยหลักการของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ลำโพงที่พบกันโดยทั่วไปจะถูกสร้างจากแม่เหล็กถาวรทำงานร่วมกับแม่เหล็กไฟฟ้า ดังแสดงในรูป (ก) โดยที่บริเวณฐานของตัวลำโพงจะประกอบไปด้วยไดอะแฟรมซึ่งมีลักษณะคล้ายกับแผ่นกระดาษบางๆ ยึดติดอยู่กับกระบอกลวงและมีขดลวดพันอยู่รอบๆ ซึ่งจะใช้เป็นตัวสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าให้เกิดขึ้น ซึ่งการจัดลักษณะแบบนี้เป็นการให้ขั้วแม่เหล็กถาวรขั้วหนึ่งปรากฏอยู่ภายในกระบอกกลวงที่มีขดลวดพันอยู่รอบๆ นี้ เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดในทิศทางหนึ่ง จะทำให้เกิดแรงปฏิกิริยาต่อกันระหว่างสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวร กับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากการไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวด ส่งผลให้ตัวกระบอกเคลื่อนที่ไปทางด้านขวา ดังแสดงในรูป (ข) แต่ถ้าในกรณีที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดในทิศทางตรงกันข้ามกับตอนแรกก็จะมีผลให้ตัวกระบอกเคลื่อนที่ไปทางด้านซ้าย ดังแสดงในรูป (ค)
       การเคลื่อนที่ของกระบอกกลวงที่ถูกพันด้วยขดลวดนี้จะทำให้ไดอะแฟรมซึ่งสามารถยืดหดได้เกิดการเคลื่อนที่เข้าออก โดยทิศทางของการเคลื่อนที่จะขึ้นอยู่กับทิศทางของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเข้าไปในขดลวด สำหรับปริมาณของกระแสไฟฟ้านั้นจะเป็นตัวกำหนดความเข้ม ของสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้น ซึ่งก็หมายถึงการควบคุมการเคลื่อนที่ของไดอะแฟรมนั่นเอง

       จากรูป จะเห็นว่า เมื่อมีสัญญาณเสียง (Audio Signal) เช่น เสียงพูด หรือเสียงดนตรีที่เปลี่ยนเป็นสัญญาณทางไฟฟ้าแล้วถูกส่งผ่านเข้ามายังขดลวด ซึ่งทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้านั้นมีการเปลี่ยนแปลงกลับไปกลับมาทั้งสองทิศทาง รวมทั้งปริมาณของกระแสไฟฟ้าก็แตกต่างกันด้วย จากเหตุผลข้างต้นส่งผลให้ไดอะแฟรมเกิดการสั่นเข้าออกอยู่ตลอดเวลาตามอัตราการเปลี่ยนแปลงของปริมาณกระแสไฟฟ้า ซึ่งการสั่นของไดอะแฟรมนี้จะทำให้อากาศที่สัมผัสอยู่กับไดอะแฟรมเกิดการสั่นเช่นเดียวกัน ซึ่งผลของการสั่นของโมเลกุลอากาศที่กระทบต่อๆ กันออกไปนี้จะเกิดเป็นคลื่นเสียงที่เราได้ยินกันนั่นเอง