Lokomotiv

Lokomotiv, eller lok, er en spesialisert skinnegående trekkraftenhet hvis oppgave er å trekke jernbanevogner i et tog.

Avgrensing

At et lokomotiv beskrives som en spesialisert trekkraftenhet, vil si at lokomotivet er ikke konstruert for noe annet enn å trekke andre vogner. I jernbanedrift finnes det derimot andre trekkraftenheter som ikke er spesialisert på den måten, nemlig motorvognene. Motorvognene trekker seg selv, og til en viss grad også andre vogner, men har også innredning for å transportere reisende. Motorvogn er altså en kombinasjon av et lokomotiv og en passasjervogn. 
Små lokomotiver kalles i Norge skiftetraktorer. Disse skiller seg fra de som formelt betegnes som lokomotiver kun ved størrelse og ytelse. En oppdeling i lokomotiver og skiftetraktorer brukes ikke for damplokomotiver.

Damplokomotiver

De første lokomotivene var damplokomotiver. Det første brukbare damplokomotivet antas å være Richard Trevithicks lokomotiv for Pen-y-Darren gruven i Wales, fra 1804. Robert Stephensons konkurrerte med The Rocket fra 1829 fra Liverpool til Manchester og det regnes som det første helt vellykkede damplokomotivet. De prinsipper Rocket ble bygget etter, er i hovedsak beholdt ved all damplokomotivproduksjon siden. Til Norge kom de tre første damplokomotivene i 1851, bygget av nettopp Robert Stephensons lokomotivfabrikk i Liverpool.
Damplokomotiver har som det ligger i navnet dampmaskineri for framdrift. Man koker vann på en kjele under trykk, og slipper damp under høyt trykk ut i sylindre som er koblet til drivhjulene. Prinsippet er enkelt, men ikke helt ufarlig på grunn av det store damptrykket som brukes. Vanlig for norske damplokomotiver var et trykk på 12 ganger vanlig lufttrykk. Damplokomotiver blir tradisjonelt fyrt med kull, men brensler som koks, ved og olje har vært brukt. Fyrstedet er innrettet for en bestemt brenselstype. Damplokomotiver har med seg et passende forråd av vann og brensel. Begge deler må etterfylles, gjerne flere ganger i løpet av en driftsdag for et damplokomotiv. Damplokomotivene var i praksis enerådende gjennom hele 1800-tallet, ble i Norge gradvis avløst fra 1920-tallet, og var her i ordinær drift fram til 1970, dog med færre og færre oppgaver de siste årene.
Selv om den alminnelige dampdriften i Norge opphørte i 1970, er mange damplokomotiver bevart og noen av dem er fremdeles kjørbare. Disse finnes ved museumsjernbanene,  Norsk Jernbanemuseum på Hamar og Norsk Museumstog/Norsk Jernbaneklubb. Strenge sikkerhetskrav gjør at bruk av gammelt materiell på vanlige jernbanestrekninger byr på mange tekniske og administrative utfordringer. Noen få damplokomotiver er også utstilt på stasjoner. Situasjonen utenfor Norge er omtrent tilsvarende. Noen få steder i verden finnes det fortsatt damplokomotiver i ordinær drift, da dette er lavteknologi som lar seg holde i drift uten alt for avanserte verktøy.

Elektriske lokomotiver

Den kronologisk neste lokomotivtypen var de med elektriske motorer for framdrift. Den aller første brukbare ble konstruert av Werner von Siemens og vist på en utstilling i Berlin i 1879. Elektrisk framdrift ble først lansert som sporvogner, og Kristiania fikk sin elektriske sporvei allerede i 1894. Bortsett fra noen mindre industribaner, ble elektrisk drift på jernbanene i Norge iverksatt i 1908 med åpningen av Thamshavnbanen. Norges første normalsporede jernbane som fikk elektrisk drift var Tinnosbanen i 1911. NSB åpnet sin første elektriske jernbane i 1922 på strekningen Oslo V – Brakerøya. Til denne banen ble NSBs første elektriske lokomotivtype levert. Typen ble kalt El 1 og siden er NSBs elektriske lokomotivtyper betegnet på denne måten. Den siste offisielle i den serien er El 18 fra 1996, mens CargoNet sin nye elektriske lokomotivtype CE 119 (TRAXX F140 AC2) på en måte er en El 19.

Diesellokomotiver

Bensin- og dieselmotorer var til å begynne med for svake for jernbanedrift, særlig fordi overføringssystemet mellom motor og hjul var for dårlig. Gear og clutch lot seg anvende på små motorvogner og skiftetraktorer, men ikke for ordinære lokomotiver. I mellomkrigstiden kom imidlertid både elektriske og hydrauliske overføringssystemer og NSB fikk sitt første diesellokomotiv i 1942 fra Krupp i Tyskland, et dieselhydraulisk lokomotiv som ble gitt typebetegnelsen Di 1. Den store satsingen på diesellokomotiver i Norge startet imidlertid først i forbindelse med det såkalte "vekk med dampen"-programmet som ble vedtatt i 1955. Diesellokomotivtypene Di 2 og Di 3 ("Nohab") gjorde inntog og erstattet, sammen med nye dieselmotorvogner og en rekke skiftetraktorer, alle damplokomotivene til NSB i løpet av en 15-årsperiode.

Moderne lokomotiver

Moderne lokomotiver har som regel fire eller seks drivaksler, montert i boggirammer med to eller tre aksler per boggi. Dette gir bedre gangegenskaper på sporet enn tidligere tiders såkalte stivrammelokomotiver, der hjulakslene var montert direkte i lokomotivkassa. Som regel har lokomotivene en elektromotor per hjulaksel, opphengt rett over eller rundt hjulakselen for å minimere effekttapet mellom motor og hjul. Dette gjelder både elektriske og dieselelektriske lokomotiver.
Den store fordelen med lokomotiver, og tog mer generelt, er lav friksjon (rullemotstand) mellom hjul og skinne. Dette gir mulighet til transport av store mengder gods og personer med et lavt energiforbruk sammenlikna med lastebil eller buss. Dagens norske elektriske lokomotiver har en motoreffekt på rundt 6 000-7 000 HK (4 000-5 000 kW), mens dieselelektriske lokomotiver som brukes her til lands har 2 000-3 600 hk (1 500-2 700 kW) ytelse. Med slike effekter er det mulig å trekke tog på flere tusen tonn, litt avhengig av stigningsforholdene på banestrekningen.

Lokomotivføreryrket

For å kunne framføre lokomotiver må en være utdannet lokomotivfører. Dette er en utdannelse som i dag tar rundt 16-18 måneder, der ca. ett år foregår ved Norsk Jernbaneskole, og resten foregår som internopplæring i et togselskap. Fram til 2004 foregikk lokomotivføreropplæring i sin helhet som internopplæring i NSB. Enkelte mindre lokomotiver og arbeidsmaskiner kategoriseres som skinnetraktor – disse kan framføres av personer med opplæring og godkjenning som «fører av skinnetraktor» (tidl. UR-23), som er en kortere føreropplæring enn full lokomotivføreropplæring. Slike lokomotiver brukes i hovedsak ikke i ordinære person- eller godstog. På museumsjernbaner er det ikke nødvendigvis samme krav til førergodkjenning som på det nasjonale jernbanenettet.
En del av de mindre lokomotivene brukes kun innenfor avgrensede områder. Disse omtales vekselvis som skinnetraktorer, skiftetraktorer, skiftelokomotiver, skiftemaskiner eller bare "traktorer". For bruk innenfor slike områder kan det også være andre og "lavere" kompetansekrav enn ved framføring ute på jernbanenettet.