या विश्वातील प्रत्येक पदार्थ मुळात यापासून बनलेला आहे अणूअणू हे प्रोटॉन, न्यूट्रॉन आणि इलेक्ट्रॉन यांनी बनलेले असतात. प्रोटॉनवर धन विद्युत प्रभार असतो, इलेक्ट्रॉनवर ऋण विद्युत प्रभार असतो आणि न्यूट्रॉनवर कोणताही विद्युत प्रभार नसतो. एका अणूमध्ये इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन यांची संख्या असते. जर इलेक्ट्रॉनची संख्या प्रोटॉनच्या संख्येइतकी असेल, तर अणूवरील एकूण विद्युत प्रभार शून्य असतो. असे अणू विद्युतदृष्ट्या उदासीन असतात. जर इलेक्ट्रॉनची संख्या प्रोटॉनच्या संख्येपेक्षा जास्त असेल, तर अणूमध्ये इलेक्ट्रॉन अतिरिक्त असतात, ज्यामुळे तो ऋण प्रभारित होतो. जर इलेक्ट्रॉनची संख्या प्रोटॉनच्या संख्येपेक्षा जास्त असेल, तर अणूमध्ये प्रोटॉन अतिरिक्त असतात, ज्यामुळे तो धन प्रभारित होतो.
प्रत्येक पदार्थ मुळात अणूंनी बनलेला असतो, त्यामुळे जर एखाद्या वस्तूच्या अणूंमध्ये प्रोटॉनच्या संख्येइतकेच इलेक्ट्रॉन असतील, तर त्या वस्तूवर कोणताही प्रभार नसतो किंवा ती उदासीन असते. याउलट, जर एखाद्या वस्तूच्या अणूंमध्ये प्रोटॉनपेक्षा जास्त इलेक्ट्रॉन असतील, तर त्या वस्तूवर ऋण प्रभार असतो. त्याचप्रमाणे, जर एखाद्या वस्तूच्या अणूंमध्ये प्रोटॉनपेक्षा कमी इलेक्ट्रॉन असतील, तर त्या वस्तूवर धन प्रभार असतो.
दैनंदिन जीवनात आढळणाऱ्या अनेक वस्तू मुळात विद्युतदृष्ट्या उदासीन असतात. तथापि, या वस्तूंना विद्युत प्रभारित करता येते. विद्युतदृष्ट्या उदासीन वस्तूला विद्युत प्रभारित करण्याचे काम घर्षण किंवा प्रवर्तनाद्वारे केले जाऊ शकते. विद्युत प्रभार प्रयोग एका उदासीन वस्तूला दुसऱ्या वस्तूशी घर्षण करून विद्युत प्रभारित कसे बनवायचे हे स्पष्ट केले आहे. प्रवर्तनाने वस्तू चार्ज करण्याचा प्रयोग प्रेरणाचा वापर करून उदासीन वस्तूचे विद्युत प्रभारित वस्तूत रूपांतर करण्याच्या प्रक्रियेवरही चर्चा करण्यात आली आहे. घर्षण पद्धतीमध्ये, विद्युत प्रभारित करायच्या वस्तूला दुसऱ्या वस्तूने स्पर्श केला जातो, तर प्रेरण पद्धतीमध्ये, विद्युत प्रभारित करायच्या वस्तूला स्पर्श न करता, तिला फक्त दुसऱ्या विद्युत प्रभारित वस्तूच्या जवळ आणले जाते.
सुरुवातीला उदासीन असलेला प्लॅस्टिकचा तुकडा कोरड्या केसांनी किंवा फरने घासल्यावर विद्युतभारित होतो. प्लॅस्टिक विद्युतभारित झाल्याचा पुरावा म्हणजे, कोरड्या केसांनी किंवा फरने घासलेल्या दोन प्लॅस्टिकच्या काड्या एकमेकांना दूर ढकलतात. त्या दोन प्लॅस्टिकच्या काड्या एकमेकांना दूर ढकलतात कारण त्या दोन्हींवर समान विद्युतभार असतो. जसे की या विषयात स्पष्ट केले आहे. विद्युत शुल्कबेंजामिन फ्रँकलिन (१७०६-१७९०) यांच्या सूचनेवर आधारित करारानुसार, प्लॅस्टिकवरील विद्युत प्रभार हा ऋण प्रभार म्हणून निर्धारित केला जातो. प्लॅस्टिक ऋण प्रभारित असते कारण त्यातील इलेक्ट्रॉनची एकूण संख्या प्रोटॉनच्या संख्येपेक्षा जास्त असते. सुरुवातीला, प्लॅस्टिक उदासीन असते, त्यामुळे असा निष्कर्ष काढता येतो की प्लॅस्टिकमधील अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन सध्या कोरड्या फर किंवा केसांमधून आलेले आहेत. प्लॅस्टिक आणि फर किंवा केस यांच्यातील घर्षणादरम्यान फर किंवा केसांमधील इलेक्ट्रॉन प्लॅस्टिककडे जातात. फर सुरुवातीला उदासीन असते, त्यामुळे जेव्हा तिचे इलेक्ट्रॉन प्लॅस्टिककडे जातात, तेव्हा फरमध्ये इलेक्ट्रॉनची कमतरता निर्माण होते आणि प्रोटॉनची संख्या जास्त होते. फरमध्ये प्रोटॉनची संख्या जास्त असल्यामुळे फर धन प्रभारित होते. घर्षणानंतर, प्लॅस्टिक ऋण प्रभारित होते आणि फर धन प्रभारित होते.
केसांमधून प्लॅस्टिकमध्ये हस्तांतरित होणाऱ्या इलेक्ट्रॉनची संख्या ही प्लॅस्टिकमधून गमावल्या जाणाऱ्या इलेक्ट्रॉनच्या संख्येइतकीच असते. घर्षणानंतर, प्लॅस्टिकमध्ये इलेक्ट्रॉन जास्त झाल्यामुळे ते ऋणभारित होते, तर केसांमधील इलेक्ट्रॉनची कमतरता झाल्यामुळे ते धनभारित होते. प्लॅस्टिकवरील निव्वळ प्रभार = इलेक्ट्रॉनची संख्या – प्रोटॉनची संख्या. त्याचप्रमाणे, पिसावरील निव्वळ प्रभार = प्रोटॉनची संख्या – इलेक्ट्रॉनची संख्या. घर्षणादरम्यान कोणताही प्रभार गमावला जात नाही, किंवा निर्माणही होत नाही, जे घडते ते म्हणजे प्रभाराचे हस्तांतरण. प्लॅस्टिक ऋणभारित होते आणि पीस धनभारित होते. म्हणून विद्युत प्रभार शाश्वत असतो.
विद्युत प्रभाराच्या संवर्धनाचा नियम बंद प्रणालीमध्ये विद्युत प्रभार निर्माण होत नाही किंवा नष्टही होत नाही, तर तो फक्त एका वस्तूपासून दुसऱ्या वस्तूकडे हस्तांतरित होतो, असे हे विधान सांगते. जेव्हा एक वस्तू धनप्रभारित होते, तेव्हा त्याच वेळी दुसरी वस्तू ऋणप्रभारित होते आणि प्रत्येक वस्तूवर एकूण समान प्रभार असतो. वरील विधानातील बंद प्रणाली खालीलप्रमाणे स्पष्ट केली आहे. उदाहरणार्थ, जेव्हा प्लास्टिक आणि फर एकमेकांवर घासले जातात, तेव्हा असे गृहीत धरले जाते की विद्युत प्रभाराचे हस्तांतरण फक्त प्लास्टिक आणि फर यांच्यामध्येच होते. त्यामुळे फक्त फर आणि प्लास्टिक एकमेकांशी आंतरक्रिया करतात. वास्तविकतेत, आपल्या सभोवताली हवा असते, त्यामुळे प्लास्टिक आणि फर यांच्यातील घर्षण प्रक्रियेत हवेचाही अर्थातच सहभाग असतो. जर हवेचाही विचार केला, तरीही प्रभार अक्षय्यतेचा नियम प्लास्टिक, फर आणि हवा यांना लागू होतो. जर घर्षणानंतर प्लास्टिक उदाहरणार्थ ५ ने ऋणप्रभारित झाले आणि फर उदाहरणार्थ ३ ने ऋणप्रभारित झाले, तर सभोवतालची हवा देखील २ ने ऋणप्रभारित होते. त्यामुळे या तीन आंतरक्रिया करणाऱ्या वस्तूंमधील एकूण विद्युत प्रभार शून्य असतो. जर फक्त प्लास्टिक आणि फर एकमेकांशी आंतरक्रिया करत असतील, तर जेव्हा प्लास्टिक ५ पटीने ऋणभारित होते, तेव्हा फर ५ पटीने धनभारित होते, त्यामुळे प्लास्टिक आणि फरचा एकूण विद्युत प्रभार शून्य असतो. २, ३, किंवा ५ हे प्रभार केवळ उदाहरणे आहेत. वास्तविक पाहता, विद्युत प्रभाराचे प्रमाण इतके जास्त नसते, तर ते इलेक्ट्रॉन किंवा प्रोटॉनच्या प्रभाराच्या पटीत असते. कृपया या विषयाचा अभ्यास करा. विद्युत शुल्क एखाद्या वस्तूवर असलेल्या विद्युत प्रभाराच्या प्रमाणाबद्दलची तुमची समज स्पष्ट करण्यासाठी.
