W przyrodzie istnieją dwa rodzaje ładunków elektrycznych: dodatnie i ujemne. Ładunki o tych samych znakach (jednoimienne) odpychają się wzajemnie, natomiast ładunki różnych znaków (różnoimienne) przyciągają się.
Przyrządem służącym do badania stopnia naelektryzowania ciał jest elektroskop.
Ciało naelektryzowane posiada przewagę ładunków jednego znaku.
Istnieją trzy podstawowe sposoby elektryzowania ciał: przez pocieranie, przez dotyk i przez indukcję (wpływ).
Elektryzowanie przez pocieranie polega na przepływie ładunków (elektronów) z jednego ciała na drugie. Jedno z pocieranych ciał elektryzuje się ujemnie, a drugie dodatnio.
Elektryzowanie przez dotyk polega na dotknięciu ciała obojętnego elektrycznie ciałem naelektryzowanym. Wskutek tego ciało obojętne naelektryzuje się takim samym znakiem jak ciało, którym zostało dotknięte.
Elektryzowanie przez indukcję polega na zbliżeniu ciała naelektryzowanego do obojętnego elektrycznie, wskutek czego w ciele obojętnym nastąpi rozdział ładunku.
Zasada zachowania ładunku mówi, że w izolowanym układzie ciał, całkowity ładunek elektryczny (suma ładunków dodatnich i ujemnych) nie ulega zmianie.
Wszystkie ciała zbudowane są z bardzo małych atomów. Promień atomu jest rzędu 10-10 m. Każdy atom składa się z dodatniego jądra, wokół którego z bardzo dużą prędkością poruszają się ujemne elektrony. Jądro atomowe składa się z protonów, które mają ładunek dodatni oraz neutronów, które są elektrycznie obojętne.
Masa neutronu i protonu jest bardzo podobna (nieco większą masę ma neutron). Masa elektronu jest 1836 razy mniejsza.
Jednostką ładunku elektrycznego jest 1 C (kulomb).
Ładunek elektronu i protonu ma taką samą wartość, nazywaną ładunkiem elementarnym. Ładunek ten jest równy: e=1,6 * 10-19 C. Każdy ładunek jest wielokrotnością ładunku elementarnego.
Elektrony krążą wokół jądra w różnych odległościach, na tzw. powłokach elektronowych. Ostatnia powłoka nazywana jest powłoką walencyjną. Z powłoki tej można oderwać elektron (lub kilka elektronów), powstaje wtedy jon dodatni – kation.
Gdy na powłoce walencyjnej znajdą się dodatkowe elektrony, powstaje jon ujemny – anion.
Każde dwa ładunki elektryczne działają na siebie siłą elektrostatyczną. Prawo Coulomba mówi, że wartość tej siły jest wprost proporcjonalna do iloczynu wartości tych ładunków, a odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi.
Siłę działającą między ładunkami obliczamy ze wzoru:
gdzie k jest pewnym współczynnikiem proporcjonalności, który dla próżni jest równy 9 * 109 (N * m2)/C2
Każdy ładunek elektryczny wywołuje w otaczającej go przestrzeni zmiany, tzw. pole elektrostatyczne. Na każdy ładunek, który umieścimy w takim polu będzie działać siła elektrostatyczna.
Pole elektrostatyczne przedstawiamy graficznie za pomocą linii pola. Są to linie, wzdłuż których na umieszczone w polu dodatnie ładunki działałyby siły elektrostatyczne. Linie pola zwrócone są zawsze od „plusa” w stronę „minusa”.
Jeśli linie pola rozchodzą się promieniście od źródła, pole nazywamy polem centralnym.
Jeśli linie pola są do siebie równoległe, pole nazywamy polem jednorodnym. W każdym punkcie pola jednorodnego siła działająca na ładunek w nim umieszczony jest taka sama.
Ciała różnią się od siebie właściwościami elektrycznymi. W zależności od tego, czy istnieje możliwość swobodnego przepływu ładunków elektrycznych, substancje dzielimy na izolatory i przewodniki.
Izolatory to materiały, których budowa wewnętrzna charakteryzuje się tym, że elektrony są bardzo mocno związane z atomami. Nie mogą się one łatwo oderwać od atomów i nie mają możliwości swobodnego ruchu w obrębie ciała. Można je naelektryzować przez pocieranie – wtedy niektóre elektrony odrywają się od atomów i przechodzą na powierzchnię drugiego ciała.
Do izolatorów zaliczamy m.in. szkło, porcelanę, plastik, drewno, gumę, wodę destylowaną, powietrze.
Przewodniki to ciała, w obrębie których mogą swobodnie poruszać się ładunki elektryczne. Przewodnikami są np. metale. Elektrony walencyjne w atomach metali nie są związane z atomami i mogą poruszać się w obrębie całej bryły metalu. Tworzą tzw. gaz elektronowy.
Przewodnik można naelektryzować, jeśli odizoluje się go od ziemi
