การนำวัตถุมาถูกันทำให้วัตถุมีประจุไฟฟ้า สามารถอธิบายได้ว่า เกิดจากการทำงานหรือพลังงานกลเนื่องจากการถูจะ ถ่ายโอนความร้อนให้อิเล็กตรอนของอะตอมบริเวณที่ถูกัน ทำให้พลังงานของอิเล็กตรอนสูงขึ้น จนสามารถหลุดเป็นอิสระออกจากอะตอมของวัตถุหนึ่งไปสู่อะตอมของอีกวัตถุหนึ่ง ทำให้อะตอมของวัตถุที่มีอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นมีประจุลบ ส่วนอะตอมของวัตถุที่เสียอิเล็กตรอนไปจะมีประจุบวก จึงสรุปได้ว่า การทำให้วัตถุมีประจุไฟฟ้าไม่ใช่เป็นการสร้างประจุขึ้นใหม่ แต่เป็นเพียงการย้ายประจุจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง โดยที่ผลรวมของจำนวนประจุทั้งหมดของระบบที่พิจารณาจะเท่าเดิมเสมอ นี่คือกฎมูลฐานกฎหนึ่งของฟิสิกส์ที่มีชื่อว่า “กฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า”
วัตถุที่ได้รับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนแล้วอิเล็กตรอนนั้นยังคงอยู่ ณ บริเวณเดิมต่อไป วัตถุนั้นเป็นฉนวนไฟฟ้า นั่นคือ อิเล็กตรอนที่ถูกถ่ายโอนให้แก่วัตถุที่เป็นฉนวนจะไม่เคลื่อนที่จากที่หนึ่งไปสู่อีกที่หนึ่งในเนื้อวัตถุ หรืออาจกล่าวได้ว่า ในฉนวน ประจุไฟฟ้าจะถ่ายโอนจากที่หนึ่งไปสู่อีกที่หนึ่งได้ยาก แต่วัตถุใดได้รับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนแล้ว อิเล็กตรอนที่ถูกถ่ายโอนสามารถเคลื่อนที่กระจายไปตลอดเนื้อวัตถุได้ง่าย คือ อิเล็กตรอนมีอิสระในการเคลื่อนที่ในวัตถุนั้น เรียกวัตถุที่มีสมบัติเช่นนั้นว่า “ตัวนำไฟฟ้า”
วัตถุที่เป็นกลางทางไฟฟ้า เพราะผลรวมระหว่างประจุของโปรตอนและประจุของอิเล็กตรอนในอะตอมมีค่าเป็นศูนย์ และเนื่องจากอะตอมที่เป็นกลางทางไฟฟ้ามีจำนวนโปรตอนเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนนั้น แสดงว่า ประจุของอิเล็กตรอนกับประจุของโปรตอนต้องมีค่าเท่ากันจากความรู้นี้ เราจึงพิจารณาต่อไปได้ว่า การที่อิเล็กตรอนจากอะตอมหนึ่งไปสู่อีกอะตอมหนึ่งทำให้อะตอมที่เสียอิเล็กตรอนไปมีประจุลบลดลง ส่วนอะตอมที่ได้รับอิเล็กตรอนจะมีประจุลบเพิ่มขึ้น นั่นคือ สำหรับอะตอมที่เป็นกลางทางไฟฟ้า เมื่อเสียอิเล็กตรอนไปจะกลายเป็นอะตอมที่มีประจุบวก และอะตอมที่ได้รับอิเล็กตรอนเพิ่มจะกลายเป็นอะตอมมีประจุลบ
ดังนั้นการนำวัตถุมาถูกันทำให้วัตถุมีประจุไฟฟ้า สามารถอธิบายได้ว่า เกิดจากการทำงานหรือพลังงานกลเนื่องจากการ
ถูจะถ่ายโอนความร้อนให้กับอิเล็กตรอนของอะตอมบริเวณที่ถูกัน ทำให้พลังงานของอิเล็กตรอนสูงขึ้น จนสามารถหลุดเป็นอิสระออกจากอะตอมของวัตถุหนึ่งไปสู่อะตอมของอีกวัตถุหนึ่ง ทำให้อะตอมของวัตถุที่มีอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นมีประจุลบ ส่วนอะตอมของวัตถุที่เสียอิเล็กตรอนไปจะมีประจุบวก จึงสรุปได้ว่า การทำให้วัตถุมีประจุไฟฟ้าไม่ใช่เป็นการสร้างประจุขึ้นใหม่ แต่เป็นเพียงการย้ายประจุจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งโดยที่ผลรวมของจำนวนประจุทั้งหมดของระบบที่พิจารณาจะเท่าเดิม
เสมอ นี่คือกฎมูลฐานกฎหนึ่งของฟิสิกส์ที่มีชื่อว่า กฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า
– ผ้าสักหลาดที่ถูกับแผ่นพีวีซี กับผ้าสักหลาดที่ถูกับแผ่นเปอร์สเปกซ์ จะมีประจุไฟฟ้าชนิดเดียวกันหรือต่างชนิดกัน
– เมื่อนำแผ่นโลหะที่เป็นกลางทางไฟฟ้าวางบนขวดพลาสติกฝาโค้งให้หมุนได้อย่างอิสระ แล้วนำแผ่นพีวีซีที่ถูด้วยผ้าสักหลาดไปใกล้จนเกิดการแตะ หลังสัมผัสแผ่นโลหะเคลื่อนเข้าหรือออกอย่างไร เพราะเหตุใด จำนวนและชนิดของประจุก่อนและหลังเปลี่ยนแปลงอย่างไร
– เมื่อใช้แผ่นพีวีซีวางแทนแผ่นโลหะ แล้วนำแผ่นพีวีซีที่ถูด้วยผ้าสักหลาดมาเข้าใกล้ผลจะเหมือนหรือต่างกันอย่างไร จำนวนและชนิดของประจุก่อนและหลังเปลี่ยนแปลงอย่างไร
จากกิจกรรมเราอาจสรุปได้ว่า วัตถุที่ได้รับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนแล้วอิเล็กตรอนนั้นยังคงอยู่ ณ บริเวณเดิมต่อไป
วัตถุนั้นเป็นฉนวนไฟฟ้า หรือเรียกสั้นๆว่า ฉนวน นั่นคืออิเล็กตรอนที่ถูกถ่ายโอนให้แก่วัตถุที่เป็นฉนวนจะไม่เคลื่อนที่จากที่หนึ่งไปสู่อีกที่หนึ่งในเนื้อวัตถุ หรืออาจกล่าวได้ว่า ในฉนวน ประจุไฟฟ้าจะถ่ายโอนจากที่หนึ่งไปสู่อีกที่หนึ่งได้ยาก แต่วัตถุใดได้รับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนแล้ว อิเล็กตรอนที่ถูกถ่ายโอนสามารถเคลื่อนที่กระจายไปตลอดเนื้อวัตถุได้ง่าย คืออิเล็กตรอนมีอิสระในการเคลื่อนที่ในวัตถุนั้น เรียกวัตถุที่มีสมบัติเช่นนั้นว่า ตัวนำไฟฟ้า หรือเรียกสั้นๆว่า ตัวนำ
ในการทำกิจกรรม 15.1 ถ้าใช้แผ่นอะลูมิเนียมหรือโลหะ แทนแผ่นเปอร์สเปกซ์หรือแผ่นพีวีซี แล้วนำมาถูด้วยผ้าสักหลาด จะพบว่าเนื่องจากแผ่นโลหะเป็นตัวนำ ประจุที่เกิดขึ้นในบริเวณที่ถูกันจะเคลื่อนที่ไปได้ตลอดเนื้อตัวนำ รวมทั้งสามารถถ่ายโอนให้กับวัตถุอื่นได้อย่างรวดเร็ว เช่น ถ่ายโอนให้แก่มือที่มาสัมผัส ดังนั้นแผ่นอะลูมิเนียมหรือตัวนำจะเป็นกลางททางไฟฟ้าตลอดเวลา เพราะเมื่อเกิดประจุบนตัวนำ ประจุนั้นจะถ่ายโอนสู่มือที่จับจนหมด
