ชนิดของประจุอิสระจากการขัดถู

ปกติแล้ววัตถุใดๆ จะเป็นกลางทางไฟฟ้า คือมีปริมาณประจุบวก (โปรตอน) และประจุลบ (อิเล็กตรอน) ในปริมาณที่เท่ากัน จึงไม่แสดงอำนาจทางไฟฟ้า เมื่อให้พลังงานกับวัตถุจะทำให้อิเล็กตรอนเกิดการเคลื่อนที่ ส่งผลให้ปริมาณประจุบวกและประจุลบไม่เท่ากัน วัตถุที่มีรับประจุลบเข้ามาจะแสดงอำนาจไฟฟ้าเป็นลบ ส่วนวัตถุที่มีสูญเสียประจุลบจะแสดงอำนาจไฟฟ้าเป็นบวก ซึ่งอำนาจทางไฟฟ้าจะมากหรือน้อยจะขึ้นกับผลต่างของจำนวนประจุบวกกับประจุลบ  เรียกว่าประจุอิสระ
​          การขัดถูเป็นการทำให้วัตถุมีประจุอิสระ ซึ่งเป็นวิธีการที่ง่ายที่สุดจากหลายๆ วิธี  คือการนำวัตถุต่างชนิดกันมาถูกัน เช่น การนำแท่งแก้วถูกับผ้าไหม  หรือการนำผ้าขนสัตว์มาถูกับท่อพีวีซี พลังงานกลจากการถูจะทำให้อิเล็กตรอนมีพลังงานสูงขึ้นจนหลุดเป็นอิสระจากอะตอมและถ่ายโอนไปยังอีกวัตถุหนึ่ง ทำให้วัตถุแสดงอำนาจทางไฟฟ้าออกมา  เราอาจจะทำการทดลองอย่างง่ายด้วยการนำลูกโป่งมาถูกับเส้นผม  พบว่าเส้นผมจะถูกดูดติดกับลูกโป่ง หรือการนำหวีพลาสติกมาหวีผมแล้วหวีนั้นสามารถดูดกระดาษชิ้นเล็กๆ

วัตถุแต่ละชนิดมีความยากง่ายในการสูญเสียอิเล็กตรอนที่ไม่เท่ากัน ดังตาราง Triboelectric series ถ้านำวัตถุต่างชนิดกันมาถูกัน วัตถุที่อยู่ในลำดับที่สูงกว่าในตารางจะสูญเสียอิเล็กตรอนได้ง่ายกว่าวัตถุในลำดับที่ต่ำกว่า  เช่นเมื่อนำแก้ว (ลำดับที่ 5) มาถูกับผ้าไหม (ลำดับที่ 12)  แก้วจะสูญเสียอิเล็กตรอนให้กับผ้าไหม ทำให้แก้วแสดงอำนาจไฟฟ้าเป็นบวก และผ้าไหมแสดงอำนาจไฟฟ้าเป็นลบ การทำให้วัตถุมีประจุไฟฟ้านี้ไม่ใช่การสร้างประจุขึ้นมาใหม่ แต่เป็นเพียงการถ่ายโอนประจุจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่ง โดยที่ผลรวมของปริมาณประจุของระบบยังคงเดิม

 ตาราง Triboelectric series
Credit : https://www.eesemi.com/tribo_series.htm