实验时富兰克林用绸子做了一个大风筝，风筝顶上安上一根尖细的铁丝，用它来捉天电，并用绳子与这铁丝连起来，麻绳的末端拴一根铜钥匙，钥匙塞在莱顿瓶中间。
他和他的儿子一起将风筝放到天空中，这时一阵雷打下来，富兰克林顿时感到一阵麻木，于是他赶紧用丝绸把绳子包起来，继续捉天电。当他用另一只手去靠近钥匙时，蓝白色的火花向他手上击来，天电终于捉下来了。
富兰克林用这种方法使菜顿瓶充电，发现这种天电同样可以点燃酒精灯，也可以用作充电机产生的电来做许多电的实验，从而证明天电和地电是一回事。
实验的成功立即轰动了科学界。英国皇学会授予他金质奖章，他的著作被译成各国文字发表。可是不久，从彼得堡传来了俄国科学院院士黎赫曼被雷电击死的噩耗。黎赫曼和他的学生曼蒙诺索夫为了验证富兰克林风筝实验的结果，在房顶上竖起了一根长约两米的铁棍，金属导线通入房内同一根金属棒相连。一次，当黎赫曼走近金属棒时，被一个拳头大的淡蓝色的火球击中了前额。
黎赫曼的牺牲使富兰克林认识到他们父子在实验中没有出事完全是侥幸。为了避免雷电对人的损伤，他研制了避雷针。当这个新事物在费城刚刚出现时，教会视为异端，居民们觉得是不祥之物。富兰克林自己制造了许多避雷针送给亲友，可是有人白天把它插上屋顶上，夜里又偷偷地拆掉。1762年避雷针开始传入欧洲，法国曾一度下令禁止使用避雷针。在避雷针传入德国的1769年，意大利威尼斯一座教堂被雷击毁，引起地下室的火药爆炸，使3000多人死亡。事实是最有力的宣传。到1784年，避雷针在全欧流行，有人在雨伞上也装上了拖地的金属线。100年后，费城新建一座教堂，教会派人去问发明家爱迪生是否要装避雷针。爱迪生回答：“当然要装，因为老天爷也有疏忽大意的时候！”于是避雷针高高地挺立在教堂的屋顶上，科学又一次战胜了迷信。
富兰克林还研究了带电体之间的相互吸引和排斥、不规则带电导体中的电荷分布、感应起电现象等。
在实际工作过程中，富兰克林创造了许多电学方面的专门名词，例如：正电、负电、导电体、电池(当时指莱顿瓶组，尚未发明今日的电池)、充电、放电等，所有这些名词至今仍在现代电学中沿用。
除了电学外，富兰克林还在许多自然科学方面做出过成就。另外，作为第一个在纯科学领域中享有国际声誉的美国科学家，其对美国后来科学家的示范作用是不言而喻的，同时也第一次向欧洲科学界显示了北美科学家的实力。
1790年4月17日，富兰克林在费城逝世，终年84岁。
库仑定律的产生
从吉伯到富兰克林，人们对电的研究基本都是定性的。也就是说，得出的结果都是描述性的，而不是以数学形式给出结论。首先在电学研究上得出定量关系的是库仑。他发现了著名的库仑定律。
1736年库仑出生于法国昂古莱姆城一个富裕家庭，1761年从美西耶尔工程学校毕业，进入皇家军事工程部队任工程师。工作8年后，他又在埃克斯岛瑟堡等地服役。这时库仑就已开始从事科学研究工作，他把主要精力放在研究工程力学和静力学问题上。
库仑作为知名物理学家，一生成果颇丰。他写过25篇论文，有7篇是有关电磁学的。其中，使他青史留名的是关于电荷间作用力规律的论文。1806年，库仑在巴黎去世。后人为了纪念库仑对电学发展所做出的贡献，把他发现的电荷间作用力规律称为“库仑定律”，把电量单位命名为“库仑”。
18世纪后期，人们开始电荷相互作用的定量研究。在库仑之前，已有好几位科学家对这个问题进行研究，并取得过很大的成就。
1776年，著名化学家普里斯特利(氧气的发现者之一)根据他的实验发现带电金属容器内表面没有电荷，猜测电力与万有引力有相似的规律，两电荷之间的作用力与它们之间距离的平方成反比，但他未能予以证明。1769年，鲁宾逊通过作用在一个小球上电力和重力平衡的实验，第一次直接测定了两个电荷相互作用力与距离的平方成反比。1773年，卡文迫什根据他实验中导体球内表面检测不到的电荷数量推算出电力与距离成反比的方次与2相差最多不超过2％。他的这一实验是近代精确验证电力定律的雏形，可是他的这一实验以及其他重要实验成果到1879年才由麦克斯韦整理公之于吐。由于他的研究成果没有及时发表，没能对当时科学发展起到应有的促进作用。
1785年，库仑用自己设计制造的灵敏扭秤证实了同号电荷之间的斥力与它们之间的距离具有平方反比关系。又类比地球重力场中的重力单摆设计了“电引力单摆”，通过实验证实了异号电荷之间的引力也遵从同样的规律。他还认识到两电荷之间相互作用力与电荷量之积成正比，由于当时对电量还没有一个科学的量度，他便采用相对比较的方法给予了实验证明。后来，高斯根据库仑得出的规律定义了电荷的量度。现在，这一规律被普遍地表述为：“两静止点电荷之间作用力的大小正比于它们的电量乘积，反比于它们之间距离的平方，力的方向沿它们的联线方向，电荷同号时为斥力，异号时为引力。”这就是库仑定律。
库仑的实验得到了世界的公认。库仑定律是电学的第一个定量定律，它的发表标志着电学从定性观察到定量分析的转折，从此电学的研究开始进入科学行列。
电流的发现
从吉伯到富兰克林、库仑，电学的研究已经取得了很大的进展。但这些研究成果都是静电领域的。实验时所使用的电源是储摩擦电的莱顿瓶，实际上就是电容器。实验过程中莱顿瓶放电的时间是很短的，根本无法得到稳定的、长时间的电供应，这大大制约了各种电学实验的开展。人们迫切需要一种能持续提供电的方法。这样，伏打电池便应运而生，电流也被发现了。然而，有趣的是，这一重大的科学发现，却是由一个偶然的事件引起的。
人们很早就发现有些鱼带电，古代的医生曾用带电的鱼给人治病。1751年法国的阿当松研究电鱼时被击昏，醒后觉得电鱼放电同莱顿瓶放电相同。那么其他动物体内是否也有电呢？这就促使人们去寻找动物电。
意大利生理学家伽伐尼长期从事解剖学的研究。1786年的一天，伽伐尼在实验室解剖青蛙，他把青蛙剥了皮，切下蛙腿，放在起电机旁的实验桌上就离开了。这时候他的妻子拿着小刀进实验室，不料刀尖碰到了蛙腿上外露的神经，结果蛙腿剧烈地痉挛，同时出现电火花。她惊奇地把发生的情景告诉了伽伐尼，伽伐尼重复做实验，得到同样的结果。这个意外的发现，引起了治学严谨的伽伐尼的深思：是什么原因导致蛙腿痉挛的呢？
为了解开这个谜，伽伐尼认真地做了一系列实验。
开始时，伽伐尼用铜丝与铁窗连着，在晴天和雨天做实验，青蛙腿都发生痉挛。接着，他只用铜丝去接触蛙腿，结果不发生痉挛。
后来他找了一间封闭的房间，将青蛙放在铁板上，用铜丝去触它，结果一样，蛙腿发生了痉挛。这样就排除了外来电的可能。
以后，他又用其他动物做这个实验。但用玻璃、橡胶、松香、石头等代替金属时，都不发生这样的现象。他根据以上情况总结出这个电是动物本身所有的，只要用一种以上的不同金属与之接触，电就能激发出来，金属只起传导电的作用。他还把这种电叫“动物电”。