Fin dai tempi antichi, la gente aveva familiarità con quattro tipi di fenomeni che oggi sarebbero tutti spiegati usando il concetto di carica elettrica: (a) il fulmine, (b) il pesce siluro (o raggio elettrico), (c) il fuoco di Sant’Elmo, e (d) che l’ambra strofinata con il pelo attirasse piccoli oggetti leggeri. Il primo resoconto dell’effetto dell’ambra è spesso attribuito all’antico matematico greco Talete di Mileto, che visse dal 624 al 546 a.C. circa, ma ci sono dubbi sul fatto che Talete abbia lasciato degli scritti; il suo resoconto sull’ambra è noto da un resoconto dei primi anni 200. Questo resoconto può essere preso come prova che il fenomeno era noto almeno dal 600 a.C. circa, ma Talete spiegò questo fenomeno come prova che gli oggetti inanimati hanno un’anima. In altre parole, non c’era alcuna indicazione di una concezione della carica elettrica. Più in generale, gli antichi greci non comprendevano le connessioni tra questi quattro tipi di fenomeni. I greci osservarono che i bottoni d’ambra carichi potevano attrarre oggetti leggeri come i capelli. Trovarono anche che se strofinavano l’ambra abbastanza a lungo, potevano anche far saltare una scintilla elettrica, ma c’è anche un’affermazione che non si parla di scintille elettriche fino alla fine del XVII secolo. Questa proprietà deriva dall’effetto triboelettrico.Alla fine del 1100, la sostanza jet, una forma compatta di carbone, fu notata per avere un effetto ambra, e a metà del 1500, Girolamo Fracastoro, scoprì che anche il diamante mostrava questo effetto. Alcuni sforzi furono fatti da Fracastoro e da altri, specialmente Gerolamo Cardano per sviluppare spiegazioni per questo fenomeno.
In contrasto con l’astronomia, la meccanica e l’ottica, che erano state studiate quantitativamente fin dall’antichità, l’inizio della ricerca qualitativa e quantitativa continua sui fenomeni elettrici può essere segnato con la pubblicazione del De Magnete dello scienziato inglese William Gilbert nel 1600. In questo libro, c’era una piccola sezione in cui Gilbert tornava sull’effetto ambra (come lo chiamava lui) nell’affrontare molte delle teorie precedenti, e coniò la nuova parola latina electrica (da ἤλεκτρον (ēlektron), la parola greca per ambra). La parola latina fu tradotta in inglese come electrics. Gilbert è anche accreditato con il termine elettrico, mentre il termine elettricità è venuto più tardi, attribuito per la prima volta a Sir Thomas Browne nel suo Pseudodoxia Epidemica del 1646. (Per maggiori dettagli linguistici vedi Etimologia dell’elettricità.) Gilbert ipotizzò che questo effetto ambra potrebbe essere spiegato da un effluvio (un piccolo flusso di particelle che scorre dall’oggetto elettrico, senza diminuire la sua massa o peso) che agisce su altri oggetti. Questa idea di un effluvio elettrico materiale fu influente nei secoli XVII e XVIII. Fu un precursore delle idee sviluppate nel XVIII secolo sul “fluido elettrico” (Dufay, Nollet, Franklin) e sulla “carica elettrica”.
Intorno al 1663 Otto von Guericke inventò quello che fu probabilmente il primo generatore elettrostatico, ma non lo riconobbe principalmente come un dispositivo elettrico e condusse solo minimi esperimenti elettrici con esso. Altri pionieri europei furono Robert Boyle, che nel 1675 pubblicò il primo libro in inglese dedicato esclusivamente ai fenomeni elettrici. Il suo lavoro era in gran parte una ripetizione degli studi di Gilbert, ma identificò anche diversi altri “elettrici”, e notò l’attrazione reciproca tra due corpi.
Nel 1729 Stephen Gray stava sperimentando l’elettricità statica, che generava usando un tubo di vetro. Notò che anche un tappo di sughero, usato per proteggere il tubo dalla polvere e dall’umidità, si elettrizzava (si caricava). Ulteriori esperimenti (ad esempio, estendendo il sughero inserendovi sottili bastoncini) mostrarono – per la prima volta – che gli effluvi elettrici (come li chiamava Gray) potevano essere trasmessi (condotti) a distanza. Gray riuscì a trasmettere la carica con lo spago (765 piedi) e il filo (865 piedi). Attraverso questi esperimenti, Gray scoprì l’importanza dei diversi materiali, che facilitavano o ostacolavano la conduzione degli effluvi elettrici. John Theophilus Desaguliers, che ripeté molti degli esperimenti di Gray, ha il merito di aver coniato i termini conduttori e isolanti per indicare gli effetti dei diversi materiali in questi esperimenti. Gray scoprì anche l’induzione elettrica (cioè, dove la carica poteva essere trasmessa da un oggetto all’altro senza alcun contatto fisico diretto). Per esempio, dimostrò che avvicinando un tubo di vetro carico, ma senza toccarlo, ad un blocco di piombo sostenuto da un filo, era possibile far diventare il piombo elettrizzato (per esempio, attrarre e respingere la limatura di ottone). Tentò di spiegare questo fenomeno con l’idea degli effluvi elettrici.
Le scoperte di Gray introdussero un importante cambiamento nello sviluppo storico della conoscenza della carica elettrica. Il fatto che gli effluvi elettrici potessero essere trasferiti da un oggetto all’altro, apriva la possibilità teorica che questa proprietà non fosse inseparabilmente legata ai corpi che si elettrizzavano per sfregamento. Nel 1733 Charles François de Cisternay du Fay, ispirato dal lavoro di Gray, fece una serie di esperimenti (riportati in Mémoires de l’Académie Royale des Sciences), dimostrando che più o meno tutte le sostanze potevano essere ‘elettrificate’ per sfregamento, ad eccezione dei metalli e dei fluidi e propose che l’elettricità si presenta in due varietà che si annullano a vicenda, che espresse in termini di una teoria dei due fluidi. Quando il vetro veniva strofinato con la seta, du Fay diceva che il vetro si caricava di elettricità vetrosa, e, quando l’ambra veniva strofinata con la pelliccia, l’ambra si caricava di elettricità resinosa. Nella comprensione contemporanea, la carica positiva è ora definita come la carica di una bacchetta di vetro dopo essere stata strofinata con un panno di seta, ma è arbitrario quale tipo di carica è chiamata positiva e quale è chiamata negativa. Un’altra importante teoria a due fluidi di questo periodo fu proposta da Jean-Antoine Nollet (1745).
Fino al 1745 circa, la principale spiegazione dell’attrazione e repulsione elettrica era l’idea che i corpi elettrificati emettessero un effluvio.Benjamin Franklin iniziò gli esperimenti elettrici alla fine del 1746, e dal 1750 aveva sviluppato una teoria a un fluido dell’elettricità, basata su un esperimento che mostrava che un bicchiere strofinato riceveva la stessa, ma opposta, forza di carica del panno usato per strofinare il bicchiere. Franklin immaginava che l’elettricità fosse un tipo di fluido invisibile presente in tutta la materia; per esempio, credeva che fosse il vetro di un vaso di Leyda a trattenere la carica accumulata. Egli ipotizzò che lo sfregamento di superfici isolanti facesse cambiare posizione a questo fluido, e che un flusso di questo fluido costituisse una corrente elettrica. Inoltre postulava che quando la materia conteneva troppo poco del fluido era caricata negativamente, e quando ne aveva un eccesso era caricata positivamente. Identificò il termine positivo con l’elettricità vetrosa e negativo con l’elettricità resinosa dopo aver eseguito un esperimento con un tubo di vetro che aveva ricevuto dal suo collega d’oltremare Peter Collinson. L’esperimento prevedeva che il partecipante A caricasse il tubo di vetro e che il partecipante B ricevesse una scossa alle nocche dal tubo carico. Franklin identificò il partecipante B come positivamente carico dopo essere stato scosso dal tubo. C’è una certa ambiguità sul fatto che William Watson sia arrivato indipendentemente alla stessa spiegazione di un solo fluido nello stesso periodo (1747). Watson, dopo aver visto la lettera di Franklin a Collinson, sostiene di aver presentato la stessa spiegazione di Franklin nella primavera del 1747. Franklin aveva studiato alcuni dei lavori di Watson prima di fare i propri esperimenti e le proprie analisi, il che fu probabilmente significativo per la teorizzazione di Franklin stesso. Un fisico suggerisce che Watson abbia proposto per primo una teoria a un solo fluido, che Franklin ha poi elaborato ulteriormente e in modo più influente. Uno storico della scienza sostiene che a Watson sfuggì una sottile differenza tra le sue idee e quelle di Franklin, così che Watson interpretò erroneamente le sue idee come simili a quelle di Franklin. In ogni caso, non ci fu animosità tra Watson e Franklin, e il modello di Franklin dell’azione elettrica, formulato all’inizio del 1747, alla fine divenne ampiamente accettato in quel periodo. Dopo il lavoro di Franklin, le spiegazioni basate sugli effluvi furono raramente avanzate.
Oggi si sa che il modello di Franklin era fondamentalmente corretto. C’è solo un tipo di carica elettrica, e solo una variabile è necessaria per tenere traccia della quantità di carica.
Fino al 1800 era possibile studiare la conduzione della carica elettrica solo utilizzando una scarica elettrostatica. Nel 1800 Alessandro Volta fu il primo a dimostrare che la carica poteva essere mantenuta in movimento continuo attraverso un percorso chiuso.
Nel 1833, Michael Faraday cercò di eliminare ogni dubbio sul fatto che l’elettricità è identica, indipendentemente dalla fonte da cui viene prodotta. Discusse una varietà di forme conosciute, che caratterizzò come elettricità comune (per esempio, elettricità statica, piezoelettricità, induzione magnetica), elettricità voltaica (per esempio, corrente elettrica da una pila voltaica), ed elettricità animale (per esempio, bioelettricità).
Nel 1838, Faraday sollevò la questione se l’elettricità fosse un fluido o un fluido o una proprietà della materia, come la gravità. Indagò se la materia potesse essere caricata con un tipo di carica indipendentemente dall’altro. Arrivò alla conclusione che la carica elettrica era una relazione tra due o più corpi, perché non poteva caricare un corpo senza avere una carica opposta in un altro corpo.
Nel 1838, Faraday presentò anche una spiegazione teorica della forza elettrica, pur esprimendo neutralità sul fatto che avesse origine da uno, due o nessun fluido. Si concentrò sull’idea che lo stato normale delle particelle è di essere non polarizzate, e che quando sono polarizzate, cercano di tornare al loro stato naturale, non polarizzato.
Nello sviluppare un approccio alla teoria del campo all’elettrodinamica (a partire dalla metà degli anni 1850), James Clerk Maxwell smette di considerare la carica elettrica come una sostanza speciale che si accumula negli oggetti, e comincia a comprendere la carica elettrica come una conseguenza della trasformazione dell’energia nel campo. Questa comprensione pre-quantistica considerava la grandezza della carica elettrica come una quantità continua, anche a livello microscopico.