富蘭克林不相信這些說法，他一直在思考雷電與摩擦起電是否一致，如果不同又有什麼區別。
有一天他加大容量，將幾隻萊頓瓶連起來做實驗。當實驗正在進行時，他的夫人麗達進來觀看，一不小心碰倒了萊頓瓶，突然閃過一團電火，隨著一聲轟響，麗達被電擊倒在地，不省人事，經搶救才脫險。
這件事給富蘭克林留下了深刻的印象，喚起了他的聯想，尤其是那伴隨轟鳴聲的電火，也是電光閃閃，轟轟隆隆。於是他寫了《論天空閃電與地下電花相同》一文，送交英國皇家學會，建議搜集雷電進行研究。當皇家學會一些會員聽說論文作者剛剛才開始研究電學，就拒絕過目。有的會員說：“這位先生竟想把上帝和雷電分家，真是癡人做夢!”根本沒有采納他的建議。
於是，富蘭克林決心自己用實驗來證明。1752年7月，他和他兒子在費城做了那個震動世界的電風箏實驗。
實驗時富蘭克林用綢子作了一個大風箏，風箏頂上安上一根尖細的鐵絲，用它來捉天電，並用繩子與這鐵絲連起來，麻繩的末端拴一根銅鑰匙，鑰匙塞在萊頓瓶中間。
他和他的兒子一起將風箏放到天空中，這時一陣雷打下來，富蘭克林頓時感到一陣麻木，於是他趕緊用絲綢把繩子包起來，繼續捉天電。當他用另一支手去靠近鑰匙時，藍白色的火花向他手上擊來，天電終於捉下來了。
富蘭克林用這種方法使萊頓瓶充電，發現這種天電同樣可以點燃酒精燈，也可以用做充電機產生的電來做許多電的實驗，從而證明天電和地電是一回事。
實驗的成功立即轟動了科學界。英國皇學會授予他金質獎章，他的著作被譯成各國文字發表。可是不久，從彼得堡傳來了俄國科學院院士黎赫曼被雷電擊死的噩耗。黎赫曼和他的學生曼蒙諾索夫為了驗證富蘭克林風箏實驗的結果，在房頂上豎起了一根長約二米的鐵棍，金屬導線通入房內同一根金屬棒相連。一次，當黎赫曼走近金屬棒時，被一個拳頭大的淡藍色的火球擊中了前額。
黎赫曼的犧牲使富蘭克林認識到他們父子在實驗中沒有出事完全是僥幸。為了避免雷電對人的損傷，他研製了避雷針。當這個新事物在費城剛剛出現時，教會視為異端，居民們覺得是不祥之物。富蘭克林自己製造了許多避雷針送給親友，可是有人白天把它插上屋頂上，夜裏又偷偷地拆掉。1762年避雷針開始傳入歐洲，法國曾一度下令禁止使用避雷針。在避雷針傳入德國的1769年，意大利威尼斯一座教堂被雷擊毀，引起地下室的火藥爆炸，使三千多人死亡。事實是最有力的宣傳。到1784年，避雷針在全歐流行，有人在雨傘上也裝上了拖地的金屬線。一百年後，費城新建一座教堂，教會派人去問發明家愛迪生是否要裝避雷針。愛迪生回答：“當然要裝，因為老天爺也有疏忽大意的時候!”於是避雷針高高地挺立在教堂的屋頂上，科學又一次戰勝了迷信。
閃電摧毀一座教堂
富蘭克林還研究了帶電體之間的相互吸引和排斥；不規則帶電導體中的電荷分布；感應起電現象等。
在實際工作過程中，富蘭克林創造了許多電學方麵的專門名詞，例如：正電、負電、導電體、電池(當時指萊頓瓶組，尚未發現今日的電池)、充電、放電等，所有這些名詞至今仍在現代電學中沿用。
除了電學外，富蘭克林還在許多自然科學做出過成就。另外，作為第一個在純科學領域中享有國際聲譽的美國科學家，其對美國後來科學家的示範作用是不言而喻的，同時也第一次向歐洲科學界顯示了北美科學家的實力。
1790年4月17日，富蘭克林在費城逝世，終年84歲。
電的定量研究——庫侖定律
從吉爾伯特到富蘭克林，人們對電的研究基本都是定性的。也就是說，得出的結果都是描述性的，而不是以數學形式給出結論。首先在電學研究上得出定量關係的是庫侖。他發現了著名的庫侖定律。
庫侖
1736年庫侖出生於法國昂古萊姆城一個富裕家庭，1761年從美西耶爾工程學校畢業，進入皇家軍事工程部隊任工程師。工作8年後，他又在埃克斯島瑟堡等地服役。這時庫侖就已開始從事科學研究工作，他把主要精力放在研究工程力學和靜力學問題上。
庫侖作為知名物理學家，一生成果頗豐。他寫過25篇論文，有7篇是有關電磁學的。其中，使他青史留名的是關於電荷間作用力規律的論文。1806年，庫侖在巴黎去世。後人為了紀念庫侖對電學發展所作出的貢獻，把他發現的電荷間作用力規律稱為“庫侖定律”，把電量單位命名為“庫侖”。
18世紀後期，人們開始電荷相互作用的定量研究。在庫侖之前，已有好幾位科學家對這個問題進行研究，並取得過很大的成就。
庫侖的扭秤實驗1776年，著名化學家普裏斯特利(氧氣的發現者之一)根據他的實驗發現帶電金屬容器內表麵沒有電荷，猜測電力與萬有引力有相似的規律，兩電荷之間的作用力與它們之間距離的二次方成反比，但他未能予以證明。1769年，魯賓遜通過作用在一個小球上電力和重力平衡的實驗，第一次直接測定了兩個電荷相互作用力與距離二次方成反比。1773年，卡文迪什根據他實驗中導體球內表麵檢測不到的電荷數量推算出電力與距離成反比的方次與2相差最多不超過百分之二。他的這一實驗是近代精確驗證電力定律的雛形，可是他的這一實驗以及其他重要實驗成果到1879年才由麥克斯韋整理公諸於世。由於他的研究成果沒有及時發表，沒能對當時科學發展起到應有的促進作用。
1785年，庫侖用自己設計製造的靈敏扭秤證實了同號電荷之間的斥力與它們之間的距離具有平方反比關係。又類比地球重力場中的重力單擺設計了“電引力單擺”，通過實驗證實了異號電荷之間的引力也遵從同樣的規律。他還認識到兩電荷之間相互作用力與電荷量之積成正比，由於當時對電量還沒有一個科學的量度，他便采用相對比較的方法給予了實驗證明。後來，高斯根據庫侖得出的規律定義了電荷的量度。現在，這一規律被普遍地表述為：“兩靜止點電荷之間作用力的大小正比於它們的電量乘積，反比於它們之間距離的平方，力的方向沿它們的聯線方向，電荷同號時為斥力，異號時為引力。”這就是庫侖定律。
庫侖的實驗得到了世界的公認。庫侖定律是電學的第一個定量定律，它的發表標誌著電學從定性觀察到定量分析的轉折，從此電學的研究開始進入科學行列。
電流的發現——伏打電池
從吉爾伯特到富蘭克林、庫侖，電學的研究已經取得了很大的進展。但這些研究成果都是靜電領域的。實驗時所使用的電源是儲摩擦電的萊頓瓶，實際上就是電容器，實驗過程中萊頓瓶放電的時間是很短的，根本無法得到穩定、長時間的電供應，這大大製約了各種電學實驗的開展。人們迫切需要一種能持續提供電的方法。這樣，伏打電池便應運而生，電流也被發現了。然而，有趣的是，這一重大的科學發現，卻是由一個偶然的事件引起的。
伽伐尼人們很早就發現有些魚帶電，古代的醫生曾用帶電的魚給人治病。1751年法國的阿當鬆研究電魚時被擊昏，醒後覺得電魚放電同萊頓瓶放電相同。那麼其他動物體內是否也有電呢?這就促使人們去尋找動物電。
意大利生理學家伽伐尼長期從事解剖學的研究。1786年的一天，伽伐尼在實驗室解剖青蛙，他把青蛙剝了皮，切下蛙腿，放在起電機旁的實驗桌上就離開了。這時候他的妻子拿著小刀進實驗室，不料刀尖碰到了蛙腿上外露的神經，結果蛙腿劇烈地痙攣，同時出現電火花。她驚奇地把發生的情景告訴了伽伐尼，伽伐尼重複做實驗，得到同樣的結果。這個意外的發現，引起了治學嚴謹的伽伐尼的深思：是什麼原因導致蛙腿痙攣的呢?
為了解開這個謎，伽伐尼認真地做了一係列實驗。
開始時，伽伐尼用銅絲與鐵窗連著，在晴雨天做實驗，青蛙腿都發生痙攣。接著，他隻用銅絲去接觸蛙腿，結果不發生痙攣。