Article sur la loi de conservation des charges électriques
Toute matière de l' univers est composée d'atomes. Les atomes sont composés de protons, de neutrons et d'électrons. Le proton porte une charge électrique positive ; l'électron porte une charge électrique négative ; le neutron est électriquement neutre. À l'intérieur de l'atome, on trouve des électrons, des protons et des neutrons. Si le nombre d'électrons est égal au nombre de protons, la charge électrique totale de l'atome est nulle. Ces atomes sont électriquement neutres. Si le nombre d'électrons est supérieur au nombre de protons, l'atome devient électriquement négatif. Si le nombre d'électrons est inférieur au nombre de protons, l'atome devient électriquement positif.
Chaque matériau est composé d'atomes. Si les atomes qui constituent un objet possèdent autant d'électrons que de protons, l'objet est neutre. Inversement, si les atomes possèdent plus d'électrons que de protons, l'objet est chargé négativement. De même, si les atomes possèdent moins d'électrons que de protons, l'objet est chargé positivement.
De nombreux objets du quotidien sont électriquement neutres. Cependant, il est possible de les charger électriquement. Ce changement de charge peut se faire par frottement ou par induction. Dans le cas du frottement, les objets à charger sont mis en contact avec d'autres objets.
Au contraire, dans la méthode par induction, les objets chargés électriquement n'entrent pas en contact direct, mais se trouvent seulement à proximité d'autres objets chargés électriquement.
Un matériau plastique initialement neutre se charge électriquement après avoir été frotté avec des cheveux secs. La preuve de cette charge électrique réside dans le fait que deux tiges de plastique préalablement frottées avec des cheveux secs se repoussent. Cette répulsion est due à leurs charges électriques de même signe. Comme expliqué dans le chapitre consacré à la charge électrique, et selon les travaux de Benjamin Franklin (1706-1790), le plastique est électriquement chargé négativement. Le plastique est chargé négativement car le nombre d'électrons qu'il contient est supérieur au nombre de protons. Dans le cas d'un plastique initialement neutre, l'excès d'électrons provient des cheveux. Lors du frottement, les électrons des cheveux migrent vers le plastique. Les cheveux étant initialement neutres, ce transfert d'électrons les prive d'électrons et crée un excès de protons. Le plastique se charge alors négativement, tandis que les cheveux se chargent positivement.
Il n'y a pas de perte de charge lors du frottement ; la charge n'est pas créée, il s'agit d'un transfert de charge. Le plastique se charge négativement et les cheveux positivement.
La loi de conservation de la charge électrique stipule que dans un système fermé, les charges électriques ne sont ni créées ni détruites, mais seulement transférées d'un objet à un autre. La quantité nette de charge électrique produite lors de tout processus est nulle.
Lorsqu'un objet se charge positivement, un autre objet se charge simultanément négativement, chaque objet présentant la même charge nette. Le système fermé décrit ci-dessus est illustré comme suit. Par exemple, lorsque du plastique et des cheveux se frottent l'un contre l'autre, on considère que le transfert de charge électrique se produit uniquement entre le plastique et les cheveux, sans intervention de l'air.
