Uno sguardo alla trazione termica
Prima di occuparci della trazione elettrica, vale la pena dedicare un po' di spazio alla trazione termica.
Il locomotore equipaggiato con motore termico è, dal punto di vista dell'impiego, il sostituto della locomotiva a vapore in tutte quelle linee dove il traffico non è tale da giustificarne l'elettrificazione. D'altronde il servizio ferroviario, non potendo in molti casi essere soppresso, può essere mantenuto in vita con l'impiego di un mezzo autonomo, più economico ed efficente della locomotiva a vapore. Difatti, il locomotore diesel conserva l'autonomia propria dalla vaporiera e possiede in più, specie nel caso del diesel-elettrico, le qualità tecniche delle locomotive elettriche.

La trazione elettrica
L'energia elettrica per far funzionare un motore elettrico viene fornita dalle sottostazioni di trasformazione e conversione e trasmessa tramite le cosiddette linee di contatto o catenarie.
Esistono diversi tipi di motori elettrici: il motore che sfrutta la corrente continua a 3000 V, cioè il regime di corrente che utilizzano anche le Ferrovie dello Stato, il motore a corrente monofase e quello trifase, ossia quei motori realizzati per il sistema a corrente alternata a funzionamento industriale.
Il problema rappresentato dalla conversione della corrente elettrica dalle grandi linee di trasporto alle esigenze dei motori elettrici di trazione è stato risolto dalle sottostazioni elettriche che svolgono la funzione di trasformazione dell'energia in corrente continua a 3000 V che verrà trasmessa alle linee di contatto. Il treno, grazie agli organi di presa di corrente presenti sulla motrice capterà la corrente necessaria al suo movimento.

Le linee di contatto
La suddivisione delle linee di contatto può essere effettuata secondo vari criteri: il tipo di servizio alimentato (ferrovia, metropolitana o filovia); la sua localizzazione (aerea o a terza rotaia) e secondo altri criteri ancora. In Italia le linee di contatto che alimentano le ferrovie sono tutte a catenaria, costituite cioè da una corda portante e da uno o più fili di contatto collegati con la corda tramite pendini.

I fili di contatto sono disposti a zig-zag per evitare un consumo troppo elevato dello strisciante del pantografo. Il contatto fra strisciante e filo avviene entro una fascia variabile da 40 a 50 centimetri che costituisce la poligonazione della catenaria.
La costruzione di una linea di contatto ferroviaria è basata sulla suddivisione della linea in tronchi di diverse lunghezze alle quali estremità la corda portante e il filo di contatto vengono ancorati in modo fisso oppure automaticamente per mezzo di contrappesi, come avviene più spesso. Questo metodo di suddivisione prende il nome di sezionamento.

Captazione della corrente
L'organo di presa di corrente è legato al tipo di linea di contatto da cui preleva l'energia elettrica di alimentazione. Nelle linee ferrovierie elettrificate a catenaria, la presa di corrente avviene attraverso un pantografo.
Il pantografo è normalmente costituito da un telaio fissato al tetto del rotabile, da un dispositivo di alzamento azionato ad aria compressa e da un archetto munito di strisciante in grafite o in rame per la captazione di corrente.

Il dispositivo di alzamento del pantografo deve garantire in qualunque condizione di marcia una pressione pressoché costante (per una velocità di marcia fino a 120 Km/h corrisponde a 6-7 Kg). Per i mezzi destinati a velocità più elevate la pressione può aumentare fino a oltre 15 Kg.

Diesel traction overview
Before looking at the electrical traction, it's nice to spend few words on the diesel traction.
Locomotives fitted with diesel motors can be considered steam locos heir-at-law, especially everywhere but the main lines. Anyway, railway practice most of times cannot be suppressed, so a self-moving engine, cheaper than a steam loco, is considered a good arrangement.
In fact, diesel engine, keep steam loco autonomy but also has technical quality as an electrical loco.

Electrical traction
There are many kinds of electric motors like those that use 3000 V direct current (the same kind that the Ferrovie dello Stato use) and those that use mono-phase and mono-phase current with a rotating camp (three-phase).
The biggest problem is represented when it is necessary to convert the current normally used on large electric lines to the one used by electrical traction motors. The problem was solved using smaller electrical stations that transform energy into direct current that will then be transmitted to the contact lines.
The train will use the pantograph to capture the energy necessary in order to move.

Power lines
The division of all contact lines can be done in various ways, aerial or with 3rd rail, depending on the type of trolley you have to move, train, metro, tramway...
In Italy most of the contact lines that power trains are suspended (catenary) and made of a supporting cable attached to thinner wires .
The contact wires are placed in a zigzag order to avoid an excessive consumption of the pantograph and the contact do happen in a 40-50 cm horizontal space.
The construction of this type of contact line is based on a particular concept that implies the division of the full length of the railway into 1200/1400 meter sections where the cable and wires are anchored into place.

Getting energy
The energy necessary to the train in order to move, is different depending on the power supply. In a catenary system, energy is usually cought by a pantograph.
The main components are a loom fixed to the loco's roof, an air-compressed device in order to rise the pantograph up and, finally, a plate made by copper or graphyte to get the energy from the contact wire.
Pantograph rise device must guarantee a constant pressure over the contact wire in every condition. This pressure is set in 6-7 Kilos for a maximum speed of 120 Km per hour, over 15 Kilos for hi-speed trains.