Artigo sobre a lei da conservação da carga elétrica
Toda a matéria no universo é composta de átomos. Os átomos são compostos de prótons, nêutrons e elétrons. O próton possui carga elétrica positiva; o elétron possui carga elétrica negativa; e o nêutron não possui carga elétrica. Dentro do átomo, existem elétrons, prótons e nêutrons. Se o número de elétrons for igual ao número de prótons, a carga elétrica total do átomo será zero. Átomos assim são eletricamente neutros. Se o número de elétrons for maior que o número de prótons, o átomo se torna eletricamente carregado negativamente. Se o número de elétrons for menor que o número de prótons, o átomo se torna eletricamente carregado positivamente.
Cada material é composto de átomos, portanto, se os átomos que compõem um objeto tiverem tantos elétrons quanto prótons, o objeto não terá carga ou será neutro. Por outro lado, se os átomos tiverem mais elétrons do que prótons, o objeto terá carga negativa. Da mesma forma, se os átomos tiverem menos elétrons do que prótons, o objeto terá carga positiva.
Muitos objetos do nosso dia a dia são eletricamente neutros. No entanto, esses objetos podem ser transformados em objetos eletricamente carregados. A transformação de objetos neutros em eletricamente carregados pode ser feita por fricção ou por indução. No método de fricção, os objetos que se deseja carregar eletricamente são colocados em contato com outros objetos.
Ao contrário, no método de indução, os objetos eletricamente carregados não entram em contato, mas apenas ficam próximos de outros objetos que também estão eletricamente carregados.
Um plástico inicialmente neutro torna-se eletricamente carregado após ser friccionado com cabelo seco. A prova de que o plástico foi eletricamente carregado é a repulsão entre duas hastes de plástico previamente friccionadas com cabelo seco. Ambas as hastes de plástico se repelem porque possuem cargas iguais. Como explicado no tópico de carga elétrica, de acordo com o consenso baseado nos conselhos de Benjamin Franklin (1706-1790), a carga elétrica do plástico é determinada como negativa. O plástico é negativamente carregado porque o número total de elétrons no plástico é maior que o número de prótons. No caso do plástico neutro, pode-se concluir que o excesso de elétrons que o plástico possui agora provém do cabelo. Os elétrons do cabelo migram para o plástico durante o atrito entre o plástico e o cabelo. O cabelo é inicialmente neutro, de modo que, quando os elétrons migram para o plástico, o cabelo fica com falta de elétrons e com excesso de prótons. O plástico torna-se negativamente carregado e o cabelo, positivamente carregado.
Não há perda de carga durante o atrito; a carga não é criada durante o atrito, o que ocorre é a transferência de carga. O plástico fica carregado negativamente e o cabelo fica carregado positivamente.
A lei da conservação da carga elétrica afirma que, em um sistema fechado, as cargas elétricas não são criadas nem destruídas, apenas transferidas de um objeto para outro. A quantidade líquida de carga elétrica produzida em qualquer processo é zero.
Quando um objeto se torna positivamente carregado, simultaneamente outro objeto se torna negativamente carregado, de modo que ambos os objetos possuam a mesma carga líquida. O sistema fechado descrito acima é ilustrado da seguinte forma: por exemplo, quando plástico e cabelo se friccionam, considera-se que a transferência de carga elétrica ocorre apenas entre o plástico e o cabelo, sem envolver o ar.
