Πρώτος ο Θαλής ο Μιλήσιος, που έζησε τον 6ο π.χ. αιώνα στη Ιωνία της μικράς Ασίας, παρατήρησε το πρώτο ηλεκτρικό φαινόμενο. Έτριψε το ήλεκτρο ή κεχριμπάρι (σημερινή ονομασία του απολιθωμένου ρετσίνι) με μάλλινο ύφασμα και παρατήρησε ότι αποκτά την ιδιότητα να έλκει από απόσταση ελαφριά αντικείμενα όπως πούπουλα, ξερά φύλλα κ.ά. Έτσι όταν τρίψουμε το κεχριμπάρι με μάλλινο ύφασμα λέμε ότι το κεχριμπάρι ηλεκτρίζεται.

Τρίβουμε δυο γυάλινες ράβδους με μεταξωτό ύφασμα και τις πλησιάσουμε, παρατηρήσουμε ότι οι ηλεκτρισμένες γυάλινες ράβδοι απωθούνται. Όμοια τρίβουμε δυο πλαστικές ράβδους με μάλλινο ύφασμα, παρατηρήσουμε όταν τις πλησιάσουμε ότι κι αυτές οι ηλεκτρισμένες πλαστικές ράβδοι απωθούνται. Συμβαίνει όμως το εξής: τρίβουμε μια γυάλινη ράβδο με μεταξωτό ύφασμα και μια πλαστική ράβδο με μάλλινο ύφασμα και τις πλησιάσουμε, παρατηρήσουμε ότι η ηλεκτρισμένη γυάλινη ράβδος και η ηλεκτρισμένη πλαστική ράβδος έλκονται μεταξύ τους.

Παρατηρούμε ότι τα ηλεκτρισμένα σώματα αλληλεπιδρούν μεταξύ τους ασκώντας ηλεκτρικές δυνάμεις. Για να εξηγήσουμε την δράση ηλεκτρικών δυνάμεων μεταξύ ηλεκτρισμένων σωμάτων, λέμε ότι τα ηλεκτρισμένα σώματα απέκτησαν ηλεκτρικό φορτίο. Επειδή οι ηλεκτρικές δυνάμεις είναι άλλοτε απωστικές και άλλοτε ελκτικές δεχόμαστε ότι υπάρχουν δυο είδη ηλεκτρικού φορτίου: το θετικό και το αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο. Η γυάλινη ράβδος με την τριβή της με το μεταξωτό ύφασμα αποκτά θετικό φορτίο, ενώ η πλαστική ράβδος με την τριβή της με μάλλινο ύφασμα αποκτά αρνητικό φορτίο. Τη ποσότητα του θετικού ή του αρνητικού φορτίου που έχει ένα σώμα την μετράμε με μονάδα μέτρησης το Κουλόμπ.

Για την ανίχνευση του ηλεκτρικού φορτίου, χρησιμοποιείται ειδικό όργανο το ηλεκτροσκόπιο. Το ηλεκτροσκόπιο αποτελείται από σταθερό μεταλλικό δίσκο, ένα μεταλλικό στέλεχος και από δυο μεταλλικά ελάσματα στερεωμένα σε μονωτικό περίβλημα. Αν ακουμπήσουμε το εξεταζόμενο σώμα στο μεταλλικό δίσκο του ηλεκτροσκοπίου και τα μεταλλικά ελάσματα αποκλίνουν τότε το σώμα είναι ηλεκτρισμένο.

Αγωγοί και μονωτές

Έχει παρατηρηθεί ότι ορισμένα σώματα που λέγονται αγωγοί, επιτρέπουν την διέλευση των ηλεκτρικών φορτίων στο εσωτερικό τους, ενώ άλλα που λέγονται μονωτές δεν επιτρέπουν την κίνηση των ηλεκτρικών φορτίων στο εσωτερικό τους. Πράγματι αυτό μπορούμε να το διαπιστώσουμε με το εξής πείραμα:

Παίρνουμε ένα ηλεκτροσκόπιο και στερεώνουμε ένα κομμάτι μεταλλικού σύρματος από το μεταλλικό δίσκο του έως ένα ακλόνητο μονωμένο σημείο. Ακουμπάμε μια ηλεκτρισμένη σφαίρα στο άκρο του σύρματος και παρατηρούμε ότι τα ελάσματα του ηλεκτροσκοπίου αποκλίνουν. Αν κάνουμε το ίδιο πείραμα αλλά αντί μεταλλικού σύρματος έχουμε πλαστικό νήμα, ακουμπώντας τη ηλεκτρισμένη σφαίρα στο άκρο του νήματος, παρατηρούμε ότι τα ελάσματα του ηλεκτροσκοπίου δεν αποκλίνουν. Για να εξηγήσουμε αυτό το φαινόμενο δεχόμαστε ότι ηλεκτρικό φορτίο μπόρεσε να κινηθεί στο μεταλλικό σύρμα, ενώ δεν μπόρεσε στο πλαστικό νήμα, Συμπεραίνουμε ότι τα μέταλλα είναι καλοί αγωγοί του ηλεκτρισμού, ενώ το πλαστικό μονωτής. Αποδεικνύεται πειραματικά ότι καλοί αγωγοί είναι όλα τα μέταλλα, το αλατόνερο κ.α. ενώ μονωτές είναι το πλαστικό το χαρτί το ξύλο κ.ά.

Μικροσκοπική δομή της ύλης

Για να ερμηνεύσουμε τα ηλεκτρικά φαινόμενα ανατρέχουμε στην μικροσκοπική δομή της ύλης. Σύμφωνα με την σύγχρονη ατομική θεωρία που αναπτύχθηκε από τις αρχές του 19ου αιώνα, όλα τα υλικά σώματα αποτελούνται από ενώσεις μικροσκοπικών σωματιδίων τα λεγόμενα άτομα. Κάθε άτομο με την σειρά του αποτελείται από ένα μικροσκοπικό θετικά φορτισμένο πυρήνα που συγκεντρώνει σχεδόν όλη τη μάζα του ατόμου και τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια που περιφέρονται γύρω από τον πυρήνα σε καθορισμένες τροχιές. Ο πυρήνας έλκει τα ηλεκτρόνια ενώ τα ηλεκτρόνια απωθούνται μεταξύ τους. Όλα τα ηλεκτρόνια είναι όμοια μεταξύ τους έχουν την ίδια μάζα και το ίδιο φορτίο. Ο πυρήνας αποτελείται από δύο είδη σωματιδίων τα οποία συγκρατούνται ενωμένα με πυρηνικές δυνάμεις: τα πρωτόνια που είναι θετικά φορτισμένα και όμοια μεταξύ τους και τα νετρόνια που είναι ηλεκτρικά ουδέτερα.

Το φορτίο του πρωτονίου είναι ίσο κατά απόλυτη τιμή με το φορτίο του ηλεκτρονίου, τα πρωτόνια έχουν θετικό φορτίο ενώ τα ηλεκτρόνια αρνητικό φορτίο. Σε ένα άτομο ο αριθμός των πρωτονίων είναι ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων και επομένως το ολικό φορτίο του ατόμου είναι μηδέν, δηλαδή το άτομο είναι ηλεκτρικά ουδέτερο. Είναι δυνατόν ένα άτομο να αποβάλει ηλεκτρόνια και να μετατραπεί σε θετικό ιόν ή να προσλάβει ηλεκτρόνια και να μετατραπεί σε αρνητικό ιόν.

Κατά την ηλέκτριση με τριβή των σωμάτων, τα ηλεκτρόνια του ενός σώματος παίρνουν ενέργεια και μεταπηδούν στο άλλο σώμα, δηλαδή η φόρτιση των σωμάτων γίνεται με μεταφορά ηλεκτρονίων. Το σώμα που χάνει ηλεκτρόνια φορτίζεται θετικά ενώ το σώμα που παίρνει τα ηλεκτρόνια φορτίζεται αρνητικά. Τα πρωτόνια που βρίσκονται στον πυρήνα είναι ισχυρά συνδεδεμένα κι έτσι είναι αδύνατον να απομακρυνθούν από το άτομο.