兰克林发表了一项实验提案，通过在暴风雨中放风筝来证明闪电是电。1752 年 5 月 10 日，法国的Thomas-François Dalibard使用 40 英尺高（12 m）的铁棒代替风筝进行了富兰克林的实验，他从云中提取了电火花。1752 年 6 月 15 日，富兰克林可能在费城进行了他著名的风筝实验，成功地从云中提取了火花。
他在1752 年 10 月 19 日的报纸《宾夕法尼亚公报》上描述了这个实验，但没有提到他自己已经完成了这个实验。该帐户于12月21日向皇家学会宣读，并在《哲学汇刊》中如此印刷。Joseph Priestley在其 1767 年的历史和电力现状中发表了一个包含更多细节的帐户。富兰克林小心翼翼地站在绝缘体上，在屋顶下保持干燥以避免触电的危险。
其他人，例如俄罗斯的格奥尔格·威廉·里奇曼（ Georg Wilhelm Richmann），在他的实验之后的几个月里，确实在进行闪电实验时触电身亡。在他的著作中，富兰克林表示他意识到了危险，并提供了证明闪电是电的替代方法，正如他对电气接地概念的使用所示。
他没有按照通俗文学中经常描绘的方式进行这个实验，放着风筝等待被闪电击中，因为这会很危险。相反，他用风筝从暴风云中收集了一些电荷，表明闪电是带电的。1752 年 10 月 19 日，在一封写给英格兰的信中，他指示重复实验，他写道：当雨淋湿了风筝线，它可以自由地传导电火时，你会发现它在你的指关节附近从钥匙中大量流出，用这把钥匙可以给一个小瓶或莱顿罐充电：和从电火中得到的烈酒可以被点燃，并且所有其他的电实验[可能]进行，这些实验通常是在橡胶玻璃球或管的帮助下完成的；
因此，电物质与闪电完全一致。富兰克林的电气实验导致他发明了避雷针。他说，具有尖锐而不是平滑点的导体可以在更远的距离上安静地放电。他推测这可以帮助保护建筑物免受雷击，方法是连接“直立的铁棒，像针一样锋利并镀金以防止生锈，并从这些铁棒的底部将一根电线从建筑物的外部插入地面；
这些尖棒难道不会在它接近到可以攻击之前将电火无声地从云中拉出来，从而保护我们免受最突然和最可怕的恶作剧！” 在对富兰克林自己的房子进行了一系列实验之后，) 和1752年的宾夕法尼亚州议会大厦（后来的独立厅）。
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