الشحنات الكهربائية
درست أن المواد تتكون من ذرات، وأن الذرة تتكون من نواة تحوي بروتونات موجبة الشحنة ونيوترونات متعادلة، وتدور حولها إلكترونات سالبة الشحنة. وفي الذرة المتعادلة فإن عدد الشحنات الموجبة يساوي عدد الشحنات السالبة. وأن الذرة تشحن بشحنة سالبة ، إذا كسبت إلكترونات إضافية، بينما تشحن بشحنة موجبة إذا فقدت إلكترونات، وأن الذرة المشحونة بشحنة موجبة أو سالبة تسمى أيونا Ion.
حركة الإلكترونات في المواد الصلبة
يمكن أن تنتقل الإلكترونات من ذرة إلى أخرى ومن جسم إلى آخر، ويعد الدلك إحدى طرق انتقالها . فإذا دلکت بالونا بالشعر، فإن إلكترونات تنتقل من ذرات الشعر، إلى ذرات سطح البالون وذلك لأن قوة ارتباط ذرات الشعر بالكتروناتها أقل من قوة ارتباط ذرات البالون بالكتروناتها،. كما بين الشكل 1، وبذلك يصبح الشعر موجب الشحنة ، أما البالون فسيصبح سالب الشحنة. لذا، تنشأ قوة تجاذب بين البالون والشعر؛ مما يجعل أطراف الشعر تلتصق بسطح البالون. ويسمى عدم التوازن للشحنة الكهربائية على الجسم الشحنة الكهربائية الساكنة Static Charge
العوازل والموصلات
تقسم المواد من حيث توصيلها للكهرباء إلى مواد موصلة للكهرباء ومواد عازلة للكهرباء ومواد شبه موصلة للكهرباء. فالمادة التي لا يمكن للإلكترونات الحركة فيها بسهولة تسمى عازل Insulater. ومن الأمثلة عليها البلاستك، والخشب. أما المواد التي يمكن للإلكترونات الحركة فيها بسهولة فتسمى موصلة Conductors. وتعد الفلزات، مثل الذهب والنحاس من أفضل الموصلات الكهربائية، لأن ارتباط إلكتروناتها بالنواة ضعيف. وهناك مواد تتصرف بعض الأحيان كعازل للكهرباء وبعض الأحيان کموصل تسمى هذه المواد أشباه الموصلات Semiconductors، ومن الأمثلة عليها الجرمانيوم والسليكون
المجال الكهربائي
تؤثر الشحنات الكهربائية في بعضها بقوی عن بعد، من خلال ما يعرف بالمجال الكهربائي Electric Field، وهو الحيز الذي يحيط بالشجنة الكهربائية والذي تظهر فيه الآثار الكهربائية لتلك الشحنة. وتزداد قوة المجال الكهربائي كلما اقتربنا من الشحنة الكهربائية.
الشحن بالحث
عندما تسير في يوم جاف فوق سجادة ، ثم تلامس مقبض باب فلزي بيدك تشعر بلسعة كهربائية. فما سبب ذلك؟ حدث ذلك بين السجادة وحذائك في أثناء السير، فانتقلت الإلكترونات من السجادة إلى قدميك، ثم انتشرت على سطح جسمك وعندما اقتربت يدك من مقبض الباب، أثر المجال الكهربائي المحيط بالإلكترونات الموجودة على أطراف أصابعك في الإلكترونات الموجودة في مقبض الباب، وحركها بعيدا نحو الداخل ، لأن المقبض مصنوع من مادة جيدة التوصيل للكهرباء، فبقيت شحنة موجبة على المقبض قريبة من يدك ، ويسمى هذا الفصل إلى شحنة موجبة وشحنة سالبة الناجم عن المجال الكهربائي ، حث الشحنات، وإذا كان المجال الكهربائي بين يدك والمقبض قويا بدرجة كافية، ستنتزع الإلكترونات من يدك لتنتقل إلى مقبض الباب. وتسمى هذه الحركة السريعة
الدوائر الكهربائية
تتكون الدائرة الكهربائية في أبسط أشكالها من مصدر للطاقة الكهربائية ، وأسلاك توصيل. ويبين الشكل الدائرة المكونة من بطارية بوصفها مصدرا للطاقة الكهربائية، ومصباح كهربائي، وأسلاك توصيل تجعل الدائرة مغلقة. ويتدفق التيار الكهربائي عبر أسلاك التوصيل، ومنها السلك المتوهج داخل المصباح الكهربائي، ولا يتوقف إلا بحدوث قطع في الدائرة.
الجهد الكهربائي
تعمل المضخة في نموذج دورة الماء على زيادة طاقة وضع الجاذبية الأرضية للماء عند رفعه من مستوى سطح الأرض، إلى مستوى مرتفع، وتقوم البطارية في الدائرة الكهربائية بعمل يشبه عمل مضخة الماء؛ إذ تزيد من طاقة الوضع الكهربائية للإلكترونات، والتي يتم تحويلها إلى أشكال أخرى من الطاقة. والجهد الكهربائي Voltage للبطارية هو مقياس لمقدار ما يكتسيه كل إلكترون من طاقة وضع كهربائية، وكلما ازداد الجهد الكهربائي زاد مقدار طاقة الوضع الكهربائية التي يمكن أن تتحول إلى أشكال أخرى من الطاقة. ويقاس الجهد الكهربائي بوحدة الفولت (۷).
فتيل المصباح الكهربائي
يصنع فتيل المصباح الكهربائي من سلك رفيع جداً بحيث تكون مقاومته كبيرة. وعند سريان التيار الكهربائي داخل الفتيل يشن إلى درجة كافية لانبعاث الضوء منه، ومع ذلك نجد أن الفتيل لا ينصهر؛ لأنه مصنوع من فلز التنجستن الذي له درجة انصهار عالية جدا، تفوق درجات انصهار الكثير من الفلزات الأخرى، وهذا يمنع الفتيل من الانصهار عند درجات الحرارة العالية التي يتطلبها إنتاج الضوء