Электровозы
Паровоз был практически единственным видом локомотива отечественных железных дорог, начиная с их возникновения до второй четверти XX в. Несмотря на значительные конструктивные усовершенствования, он представлял собой одну из самых неэкономичных машин. Не случайно, что в стационарных установках и на судах поршневые паровые машины уже в 30-е годы XX в. были почти полностью заменены паровыми турбинами и двигателями внутреннего сгорания.
Желание использовать в качестве первичных двигателей мощные паровые турбины с конденсационными устройствами, обладающие высоким коэффициентом полезного действия, и иметь относительно простой локомотив привело конструкторов к мысли перенести силовую установку, преобразующую химическую энергию топлива в механическую, с локомотива на неподвижные станции. Так возникла электрическая тяга, при которой на локомотивах происходит только преобразование электрической энергии в механическую, а электрическая энергия вырабатывается на электрических станциях и передается по проводам к тяговым подстанциям, расположенным около железной дороги. На подстанциях, как правило, меняется напряжение тока, а при питании электрических локомотивов — электровозов — постоянным током осуществляется и преобразование рода тока. Далее электрическая энергия по контактной сети подводится к электрическим локомотивам.
Следовательно, электрическая тяга требует устройства тяговых подстанций и контактной сети на участке, где предполагается введение электрических локомотивов или, как говорят, электрификации участка.
Получение энергии от центральных электрических станций ставит электрические локомотивы в зависимость от работы электроснабжающих устройств и лишает автономности, но это не уменьшает, а скорей увеличивает технико-экономические преимущества электрической тяги перед паровой.
Вследствие электрификации железных дорог электрические локомотивы включаются в единую систему энергетических установок страны, чем значительно улучшается использование топлива. Если паровозы вместе с отработавшим паром выбрасывают в атмосферу большое количество тепловой энергии, то электростанции, снабжающие теплом жилые и промышленные здания, более полно используют энергию, заключенную в топливе. Расход топлива на единицу перевозочной работы грузовых поездов при электрической тяге более чем в пять раз меньше, чем при паровой.
