世界最早的电动火车（1879年第一台电力机车在柏林展出）

世界最早的电动火车是什么火车？电力机车、又称电力火车，是指从供电网（接触网）或供电轨中获取电能，再通过电动机驱动车辆行驶的火车。电力机车运行所需的电能由电气化铁路的供电系统提供，而自身携带发电能源和装置的电传动内燃机车和燃气机车等则不属于电力机车范畴。下面就跟作者一起具体看看世界最早的电动火车等相关内容。

早期的火车

1879年5月31日，柏林的工业博览会上，展出了世界上第一台由外部供电的电力机车和第一条窄轨电气化铁路。

这台“西门子”机车重量不到1吨，只有954千克，车上装有3马力支流电动机。由于机车车身小，没有驾驶台，操纵杠和刹车都装在靠前轮的地方，所以司机只好骑在车头上驾驶。

这台“不冒烟的”机车，引起了人们的极大兴趣。但是，电力机车正式进入运输的行列，那是于1881年，在柏林郊外铺设了电气化轨道。现在，这辆电力机车陈列在慕尼黑德意志科技博物馆内。

电力机车简介

电力机车、亦称电力火车，是指从外界供电系统撷取电力作为驱动能源的轨道机车，其电力来源包括架空电缆、第三轨或电池等。同样使用牵引电动机的电传动柴油机车、燃气机车等这类自带其它能源和发电装置的机车不纳入电力机车范畴。

电力机车起动加速快，爬坡能力强，工作不受严寒的影响，运行时不排废气，所以在运输繁忙的铁路干线和隧道多、坡度陡的山区线路上更能发挥优越性。此外，电力旅客列车可为客车空气调节和电热取暖提供便利条件。由于电气化铁路基本建设投资大，设备技术要求高，抗自然灾害能力差，故电力机车应用不如内燃机车广泛，也不可能完全取代内燃机车。

电力机车没有空气污染，且善于保养，牵引列车时速可达几百千米，所以高速列车基本由电力机车牵引。电力机车另一个优点就是能够在短时间内完成启动和制动，这个性能比蒸汽机车和内燃机车要优秀很多，特别适合发车密度高、车站间距短的城市轨道交通列车。因此，电力机车在全球范围内得到重视，世界各国均不断加大力度研制性能更佳的电力机车。

电力机车的牵引力和爬坡能力比内燃机车和蒸汽机车要大得多，在载重过大或坡度较大的情况下无需采用多机牵引。电力机车最大的优点就是无限行程，只要车辆不驶离电气化段，就不会“饿倒”（故障除外），无需像内燃机车和蒸汽机车那样经常补充燃料。

我国初期的电气化铁路不是很多（普通铁路），所以会选择把原本非电气化铁路进行电气化改造。电气化改造后的铁路速度将从100-120km/h提高到160-200km/h，这样不仅能缩短列车的运输时间，还能达到5000t以上的货运列车运输，提升铁路运输效率。如今，走向“高铁时代”的中国正大力发展电气化铁路，电力动车组的速度可达250-400km/h。

历史

1835年荷兰的斯特拉廷和贝克尔两人就试着制以电池供电的二轴小型铁路车辆。1842年苏格兰人R.戴维森首先造出一台用40组电池供电的重5吨的标准轨距电力机车。由于电动机很原始，机车只能勉强工作。1879年德国人W.von西门子驾驶一辆他设计的小型电力机车，拖着乘坐18人的三辆车，在柏林夏季展览会上表演。机车电源由外部150伏直流发电机供应,通过两轨道中间绝缘的第三轨向机车输电。这是电力机车首次成功的实验。电力机车用于营业是从地下铁道开始的。1890年英国伦敦首先用电力机车在5.6公里长的一段地下铁道上牵引车辆。干线电力机车在1895年应用于美国的巴尔的摩铁路隧道区段，采用675伏直流电，自重97吨,功率1070千瓦。19世纪末，德国对交流电力机车进行了试验,1903年德国三相交流电力机车创造了每小时210.2公里的高速纪录。

中国于1914年在抚顺煤矿使用1500伏直流电力机车。干线铁路电力机车采用单相交流25000伏50赫电流制。1958年制成第一台以引燃管整流的“韶山”型电力机车。1968年改用硅整流器成功,称“韶山1”型，持续功率为3780千瓦。未来干线电力机车向大功率、高速、耐用方面发展，客运电力机车速度已从每小时160公里增加到200公里，并向250公里迈进。

各国制造的电力机车电压制较复杂，不便于国际间铁路联运过轨。未来国际上已定出几种电力机车用标准电压。直流电压为600伏、750伏、1500伏和3000伏。单相交流电压6250伏、工频50或60赫，电压15000伏、工频50或60赫，电压25000伏、工频50或60赫等几种。

特点

主要优点

1、电力机车具有功率大、速度快、过载能力强、自身负重低、牵引力和加速度大、整备作业时间短、维修量少、能源利用率高、运营费用低、便于实现多机牵引、能采用再生制动以及清洁环保等优点。使用电力机车牵引车列能提高列车运行速度和承载重量，从而大幅度地提高铁路的运输能力和通过能力，特别利于旧铁路的提速。我国的京广、京沪和京九等干线铁路进行电气化升级改造后大面积开行电力机车，有效缩短了列车旅行时间。

2、电力机车清洁环保，运行时不像蒸气机车或柴油机车那样产生废气。供电气化铁路使用的发电厂在采用化石燃料时，均会控制废气排放，除此之外也可使用低污染的风力或水力发电，还能提高热效率。在噪音方面，电力机车在运行时亦比柴油机车安静得多。因此，电力机车十分适用于在城市轨道交通线上运营。

3、在性能上，电力机车不需像蒸汽机车或柴油机车那般自携很重的引擎以及燃料，能减轻自重，因此在加减速和最高速方面均比蒸汽机车和柴油机车优胜，可进一步缩减行车时间，是高速列车、动车组等的第一选择。

主要缺点

1、电力机车的缺点在于其本身没有动力源，电能来自外部的电缆或电轨，如遇自然灾害、战争等不可抗力状况引发断电就无法运行，导致运输瘫痪，甚至可能引起事故。2008年我国华南地区遭遇大面积强降雪，损坏了铁路沿途线上的供电设备，致使多个班次的电力火车停运，造成严重的旅客滞留。混合动力是一种折中方案，即在电力机车上额外配备有应急柴油发电机或增挂柴油发电机车厢，以应付突发的断电状况，但会增加运输成本。

2、电力机车的研制、生产和维修及其所需电气化铁路的建设、运营和维护，都要高昂的费用和高端的技术，导致整条铁路系统的施工难度和养护成本比非电气化铁路的高很多。若在经济贫困、人口稀疏、地势险峻、气候恶劣等环境下修建电气化铁路，将对国家或当地的财政压力和科技水平提出苛刻要求。

3、电力机车依赖电气化铁路，大量的电网电轨设施会存在一定的安全隐患，如果有人肆意闯入铁道或爬上车顶就会诱发触电事故。城市街区中电气化铁路的高压电网如果发生意外坍塌，也易引发触电后果。

因此，电力机车不能全面取代内燃机车。

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