Articolo sulla legge di conservazione della carica elettrica
Ogni materia nell'universo è composta da atomi. Gli atomi sono composti da protoni, neutroni ed elettroni. I protoni hanno carica elettrica positiva; gli elettroni hanno carica elettrica negativa, mentre i neutroni sono neutri. All'interno di un atomo sono presenti elettroni, protoni e neutroni. Se il numero di elettroni è uguale al numero di protoni, la carica elettrica totale dell'atomo è zero. Gli atomi in questo caso sono elettricamente neutri. Se il numero di elettroni è maggiore del numero di protoni, l'atomo acquisisce carica elettrica negativa. Se il numero di elettroni è minore del numero di protoni, l'atomo acquisisce carica elettrica positiva.
Ogni materiale è composto da atomi, quindi se gli atomi che costituiscono un oggetto hanno un numero di elettroni pari al numero di protoni, l'oggetto è neutro o non carico. Al contrario, se gli atomi hanno più elettroni che protoni, l'oggetto è carico negativamente. Analogamente, se gli atomi hanno meno elettroni che protoni, l'oggetto è carico positivamente.
Molti oggetti che si trovano nella vita di tutti i giorni sono elettricamente neutri. Tuttavia, questi oggetti possono essere trasformati in oggetti elettricamente carichi. La trasformazione di oggetti neutri in oggetti elettricamente carichi può essere effettuata tramite attrito o per induzione. Nel metodo dell'attrito, gli oggetti che devono essere caricati elettricamente vengono messi a contatto con altri oggetti,
Al contrario, nel metodo a induzione, gli oggetti elettricamente carichi non entrano in contatto diretto, ma si trovano solo in prossimità di altri oggetti elettricamente carichi.
Una plastica inizialmente neutra si carica elettricamente dopo essere stata strofinata con capelli asciutti. La prova che la plastica si è caricata elettricamente è data dal fatto che due bacchette di plastica precedentemente strofinate con capelli asciutti si respingono a vicenda. Entrambe le bacchette si respingono perché hanno cariche dello stesso segno. Come spiegato nell'argomento della carica elettrica, secondo l'accordo basato sul consiglio di Benjamin Franklin (1706-1790), la carica elettrica posseduta dalla plastica è determinata come una carica negativa. La plastica è carica negativamente perché il numero totale di elettroni nella plastica è maggiore del numero di protoni. Nel caso di una plastica neutra, si può concludere che l'eccesso di elettroni posseduto dalla plastica ora proviene dai capelli. Gli elettroni dei capelli si spostano verso la plastica durante l'attrito tra la plastica e i capelli. I capelli sono inizialmente neutri, quindi quando gli elettroni si spostano verso la plastica, i capelli sono carenti di elettroni e hanno un eccesso di protoni. La plastica si carica negativamente e i capelli si caricano positivamente.
Durante l'attrito non si verifica alcuna perdita di carica; la carica non viene creata, bensì si assiste a un trasferimento di carica. La plastica si carica negativamente, mentre i capelli si caricano positivamente.
La legge di conservazione della carica elettrica afferma che in un sistema chiuso, le cariche elettriche non vengono create né distrutte, ma solo trasferite da un oggetto all'altro. La quantità netta di carica elettrica prodotta in qualsiasi processo è pari a zero.
Quando un oggetto si carica positivamente, contemporaneamente un altro oggetto si carica negativamente, in modo che la carica netta di ciascun oggetto sia la stessa. Il sistema chiuso descritto nell'affermazione precedente è illustrato come segue. Ad esempio, quando la plastica e i capelli si sfregano l'uno contro l'altro, si considera che il trasferimento di carica elettrica avvenga solo tra la plastica e i capelli, senza coinvolgere l'aria.
