ไฟฟ้าคืออะไร อุปกรณ์ไฟฟ้าที่อยู่รอบๆ ตัวเรา ไม่ว่าจะเป็น อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ภายในบ้าน อุปกรณ์สำนักงาน ตลอดจนเครื่องมือ เครื่องจักรในโรงงานอุตสาหกรรม ล้วนแต่ต้องอาศัยพลังงานจากไฟฟ้าทั้งสิ้น ดังนั้น เราควรมาทำความเข้าใจเกี่ยวกับไฟฟ้าให้มากยิ่งขึ้น คำถามแรกที่ต้องค้นหาคำตอบก็คือ "ไฟฟ้าเกิดขึ้นได้อย่างไร"

วัตถุ ประกอบด้วยอะตอมจำนวนมาก แล้ว "อะตอมคืออะไร" คำถามนี้ต้องเกิดขึ้นแน่นอน ดังนั้นจะขออธิบายสั้นๆ ว่า อะตอมเป็นอนุภาคที่มีขนาดเล็กมากๆ เส้นผ่าศูนย์กลางประมาณหนึ่งในร้อยล้านเซนติเมตร อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสและอิเล็กตรอน โดยอิเล็กตรอนโคจรรอบนิวเคลียส จำนวนอิเล็กตรอนของอะตอมแต่ละชนิดจะแตกต่างกัน จึงทำให้คุณสมบัติของอะตอมนั้นๆ แตกต่างกันไปด้วย ภายในนิวเคลียสของอะตอมประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน จำนวนโปรตอนจะเท่ากับจำนวนของอิเล็กตรอน ทั้งอิเล็กตรอนและโปรตอนเป็นอนุภาคที่มีไฟฟ้า อิเล็กตรอนมีไฟฟ้าลบและปริมาณไฟฟ้าลบของอิเล็กตรอนของอะตอมใดๆ จะมีขนาดเท่ากันหมด ส่วนโปรตอนมีไฟฟ้าบวกและปริมาณไฟฟ้าบวกของโปรตอน 1 ตัวจะเท่ากับปริมาณไฟฟ้าลบของอิเล็กตรอน 1 ตัว อิเล็กตรอนหมุนรอบนิวเคลียสของอะตอมด้วยวงจรที่แน่นอน เป็นเพราะมีแรงดึงดูดระหว่างไฟฟ้าบวกของโปรตอนและไฟฟ้าลบของอิเล็กตรอน ด้วยแรงดึงดูดนี้เองที่ทำให้อิเล็กตรอนติดอยู่กับอะตอม อิเล็กตรอนจึงหลุดไปจากอะตอมไม่ได้ แต่อิเล็กตรอนตัวที่อยู่วงโคจรนอกสุดซึ่งห่างจากนิวเคลียสมากมีแรงดึงดูดน้อย เมื่อมีอิทธิพลจากภายนอกเข้ามารบกวน อิเล็กตรอนจึงหลุดพ้นจากวงโคจรนั้นได้ และสามารถเคลื่อนไหวอย่างอิสระระหว่างอะตอมได้ ซึ่งทำให้เกิดปรากฏการณ์ต่างๆ ทางไฟฟ้า วัตถุใดที่มีอิเล็กตรอนอิสระจำนวนมาก จะมีคุณสมบัติเป็นตัวนำไฟฟ้า แต่ถ้ามีจำนวนน้อยจะมีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้า วัตถุทุกชนิดประกอบด้วยอะตอมที่มีไฟฟ้า ดังนั้น วัตถุทุกชนิดควรมีไฟฟ้าด้วย ภายในอะตอมของวัตถุนั้นมีปริมาณไฟฟ้าบวกและลบเท่ากัน แรงกระทำจากไฟฟ้าบวกและไฟฟ้าลบจึงหักล้างกันพอดี สภาพเช่นนี้เรียกว่า สภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า (ทั้งไฟฟ้าบวกและไฟฟ้าลบยังคงมีอยู่ในจำนวนที่เท่ากัน) เหตุการณ์ที่แสดงให้เห็นชัดเจนว่าวัตถุมีไฟฟ้า คือ การเกิดไฟฟ้าสถิตย์ เช่น เมื่อเรานำวัตถุสองชนิดมาถูกัน จะเกิดไฟฟ้าสถิตย์ขึ้น อธิบายได้ว่า อิเล็กตรอนอิสระที่อยู่ภายในวัตถุชนิดหนึ่งเคลื่อนไหวรุนแรงมากขึ้นจนสามารถหลุดพ้นจากแรงยึดเหนี่ยวของนิวเคลียสของอะตอมและกระโดดไปอยู่ในวัตถุอีกชนิดหนึ่ง อิเล็กตรอนในวัตถุชนิดแรกมีจำนวนลดลง จึงแสดงความเป็นไฟฟ้าบวกออกมา ในขณะเดียวกันวัตถุที่ได้รับอิเล็กตรอนอิสระจะทำให้มีไฟฟ้าลบมากกว่า จึงแสดงความเป็นไฟฟ้าลบออกมา โดยทั่วไป การที่วัตถุเกิดไฟฟ้าขึ้นเรียกว่า วัตถุนั้นมีประจุไฟฟ้า ประจุไฟฟ้ามีทั้งประจุบวกและประจุลบ ประจุไฟฟ้าแสดงถึงปริมาณไฟฟ้า มีหน่วยเป็น คูลอมบ์ (Coulomb)