Électricité. Ce qui pour nous est un phénomène quotidien avec lequel nous chauffons nos maisons, démarrons nos voitures, éclairons nos chambres et faisons fonctionner nos appareils était pour les Américains coloniaux une force mystérieuse et inconnue. Pendant des siècles, les Européens étaient au courant de la charge statique qui résulte du frottement de deux objets. Les scientifiques ont inventé un générateur primitif dans les années 1600 et une batterie, la jarre Leiden, au siècle suivant. Mais quel genre de force était l'électricité et à quel usage pouvait-elle être utilisée étaient des questions sans réponse. Au XVIIIe siècle en Europe, l'électricité est devenue l'étude scientifique la plus populaire, la source de divertissement dans les palais royaux et le moyen par lequel des tours apparemment magiques pouvaient être exécutés. L'intérêt de Benjamin Franklin pour l'électricité est né lorsqu'il a vu un conférencier scientifique itinérant, Archibald Spencer, effectuer un «spectacle d'électricité» à Boston. Bientôt, Franklin a acquis suffisamment de tubes de verre, de barres de fer, de soie, de liège et de chaînes pour effectuer ses propres expériences. À la fin des années 1740, Franklin passa la plupart de son temps à effectuer des expériences sur l'électricité et à enregistrer ses résultats dans diverses lettres à des correspondants américains et européens.
Le cerf-volant. Franklin a fait plusieurs découvertes importantes sur l'électricité. Les théories européennes contemporaines suggéraient que l'électricité se composait de deux fluides, mais Franklin a trouvé qu'il s'agissait d'une seule force. Il s'est rendu compte que cette force était présente dans la nature en quantités variables, que ses «particules» pénétraient subtilement la matière et qu'une augmentation nette de la charge électrique dans un corps correspondait à une diminution nette de la charge électrique dans un autre. Sa découverte la plus célèbre a confirmé ce que les Européens soupçonnaient depuis longtemps, que la foudre était un phénomène électrique. En juin 1752, Franklin a construit un cerf-volant en soie avec un fil métallique dépassant de son sommet. Il a piloté le cerf-volant dans un orage alors qu'il se tenait dans un hangar pour se protéger. Dans sa main, il tenait de la ficelle attachée au cerf-volant. Il a attaché un ruban de soie à la ficelle près de sa main et a également attaché une clé. Un éclair n'a jamais frappé le cerf-volant. Le cerf-volant a plutôt conduit la charge électrique des nuages le long de la ficelle jusqu'à la clé. Quand Franklin a déplacé sa main vers le
clé, il sentit une vive étincelle électrique. Franklin a conclu dans une lettre à Peter Collinson, «à partir du feu électrique ainsi obtenu, ... toutes les autres expériences électriques [peuvent] être effectuées, qui sont généralement effectuées à l'aide d'un globe ou tube de verre frotté, et par conséquent le Sameness de la matière électrique avec celle de Lightning entièrement démontrée.
Le poêle Franklin
Quand on parle du vénérable poêle Franklin, on pense invariablement à un grand poêle en fonte avec une bouilloire qui mijote. Mais le poêle Franklin de l'imagination populaire est bien différent de celui de l'histoire. Franklin a décrit et annoncé son invention dans une brochure de 1744, Un récit des nouveaux foyers pennsylvaniens inventés. Le but du foyer, ou poêle, était de réchauffer efficacement l'air frais et de le déplacer dans une pièce tout en évacuant en toute sécurité la fumée d'un conduit de fumée. La brochure de Franklin comprenait un schéma de la cheminée, qui était entièrement en fer. De l'air frais est entré par un trou dans la plaque inférieure. L'air frais se réchauffait dans la boîte à air, qui était chauffée au bois dans la cheminée. L'air chaud est entré dans la pièce au moyen de plaques latérales ventilées. La fumée devait descendre sous le poêle avant de monter dans le conduit de fumée, situé derrière le poêle.
Franklin était un grand inventeur, mais sa cheminée en Pennsylvanie avait un sérieux défaut: le problème était la fumée. Selon la conception de Franklin, la fumée devait descendre au moyen d'un passage coupé à travers le sol avant de monter dans le conduit de fumée. Mais la fumée ne pouvait descendre que si le sol était relativement chaud, ce qui fournirait le courant d'air nécessaire. Un sol frais signifiait que la fumée remontait dans le poêle et donc dans la pièce.
La source: I. Bernard Cohen, La science de Benjamin Franklin (Cambridge, Mass.: Harvard University Press, 1990).
Paratonnerre. Après avoir montré qu'un objet dans une tempête attirait une charge électrique des nuages, Franklin a préconisé l'utilisation de barres de fer pour protéger les bâtiments et même les navires des coups de foudre. En effet, en septembre 1752, Franklin installa un paratonnerre sur sa propre maison à Philadelphie. Franklin croyait aux paratonnerres mis à la terre pour conduire l'électricité des nuages à travers la tige jusqu'au sol. Le paratonnerre de Franklin s'est élevé à neuf pieds au-dessus de sa cheminée. La fine tige de métal s'étendait de la cheminée à travers l'escalier jusqu'à son bureau, où elle se divisait en deux tiges, chacune avec une cloche au bout. Entre les deux cloches pendait une boule de métal attachée à un fil de soie. Lorsque le paratonnerre a conduit une charge électrique d'une tempête, la charge a forcé la balle à sonner les cloches. «Une nuit», écrivit Franklin à un ami, «j'ai été… réveillé par de fortes fissures dans l'escalier.» Il découvrit non pas des cloches qui sonnaient mais une intense charge électrique de lumière blanche allant de cloche en cloche, éclairant tout l'escalier. Benjamin Franklin a été le premier dans l'histoire du monde à utiliser un
paratonnerre mis à la terre pour protéger un bâtiment public ou privé.