Sejarah perkeretaapian
Tenaga listrik diperkenalkan

Lokomotif listrik pertama kali dirakit tahun 1837 oleh ahli kimia Robert Davidson dari Aberdeen di Skotlandia, dan ditenagai oleh sel galvanik; sekaligus sebagai lok baterai-elektrik yang paling awal. Davidson kemudian merakit lokomotif yang lebih besar bernama Galvani, yang dipamerkan di Pameran Masyarakat Seni Kerajaan Skotlandia pada tahun 1841. Lok seberat 7 ton itu memiliki dua motor reluktansi penggerak-langsung, dengan elektromagnet tetap yang bertindak pada batang besi yang melekat pada silinder kayu di setiap gandar, dan komutator sederhana. Lok ini mampu menarik muatan enam ton dengan kecepatan 4 mph (6,4 km/h) sejauh jarak 1,5 mi (2,4 km). Lok ini diuji coba di jalur Edinburgh dan Glasgow pada bulan September tahun berikutnya, tetapi keterbatasan daya baterai menghalangi penggunaan umum. Lok ini langsung dirucat oleh pegawainya yang menganggapnya sebagai ancaman terhadap keamanan pekerjaan mereka.
Percobaaan elektrifikasi perkeretaapian pertama dilakukan oleh rekayasawan Ukraina, Fyodor Pirotsky. Pada 1875, ia mengoperasikan kereta bertenaga listrik di jalur Miller, antara Sestroretsk dan Beloostrov. Pada bulan September 1880, di St. Petersburg, Pirotsky mengoperasikan trem listrik yang menggantikan peran trem kuda dua-tingkat. Meski proyeknya tidak diteruskan, eksperimen dan karyanya di bidang tersebut berhasil merangsang minat terhadap perkembangan trem listrik secara global. Carl von Siemens bertemu dengan Pirotsky dan mempelajari karyanya secara saksama. Siemens bersaudara (Carl dan Werner) memulai produksi komersial trem listrik rancangan mereka sendiri segera setelahnya, pada tahun 1881.
Werner von Siemens memperkenalkan jalur rel listrik pada 1879 di Berlin. Salah satu jalur trem listrik pertama di dunia, Gross-Lichterfelde, dibuka di Lichterfelde dekat Berlin, Jerman, pada tahun 1881, oleh Siemens. Trem ini beroperasi dengan tegangan 180 volt DC yang dipasok oleh rel konduktor. Pada tahun 1891, jalur tersebut dilistriki dengan aliran atas dan diperpanjang hingga Stasiun Berlin-Lichterfelde Barat. Jalur rel listrik Volk dibuka pada tahun 1883 di Brighton, Inggris, dan masih beroperasi hingga sekarang sehingga menjadikannya jalur KRL tertua yang masih beroperasi di dunia. Pada tahun 1883, jalur trem Mödling dan Hinterbrühl dibuka di dekat Wina di Austria. Jalur ini menjadi jalur trem pertama di dunia yang beroperasi secara reguler dengan tenaga listrik dari kabel udara. Lima tahun kemudian, di Amerika Serikat, trem listrik pertama kali diperkenalkan pada tahun 1888 di Richmond Union Passenger Railway, menggunakan peralatan yang dirancang oleh Frank J. Sprague.
Elektrifikasi pertama pada jalur lintas utama adalah pada Jalur Sabuk Baltimore sejauh 4 mil milik Baltimore and Ohio Railroad (B&O) pada tahun 1895 yang menghubungkan bagian utama B&O dengan jalur baru ke New York melalui serangkaian terowongan di sekitar pinggiran pusat kota Baltimore.
Listrik langsung menjadi sumber daya pilihan untuk kereta bawah tanah, didukung oleh sistem multiple unit yang dikembangkan oleh Sprague pada tahun 1897. Pada awal tahun 1900-an, sebagian besar jalur kereta api pinggir jalan telah dilistriki.
Lokomotif listrik arus bolak-balik (AC) praktis pertama dirancang oleh Charles Brown, yang saat itu bekerja di Oerlikon, Zürich. Pada 1891, Brown mempertunjukkan transmisi daya jarak jauh, menggunakan AC tiga-fase, antara pembangkit listrik tenaga air di Lauffen am Neckar dan Frankfurt am Main Barat, sejauh 280 km. Memanfaatkan pengalamannya saat bekerja untuk Jean Heilmann pada desain lokomotif uap-elektrik, Brown mengamati bahwa motor tiga fase memiliki rasio daya-ke-berat yang lebih tinggi daripada motor DC dan, dengan ditiadakannya komutator, lebih sederhana untuk diproduksi dan dirawat. Namun, motor-motor ini jauh lebih besar dibandingkan motor DC pada saat itu dan tidak dapat dipasang di bogie: motor-motor ini hanya dapat dibawa di dalam badan lokomotif.
Pada 1894, rekayasawan Hungaria Kálmán Kandó mengembangkan motor penggerak listrik tipe baru asinkron 3-fase dan generator untuk lokomotif listrik. Desain Kandó pada awal tahun 1894 pertama kali diterapkan pada trem AC tiga-fase pendek di Evian-les-Bains (Prancis), yang dibangun antara tahun 1896 dan 1898.
Pada 1896, Oerlikon memasang contoh komersial pertama sistem tersebut pada Trem Lugano. Setiap lokomotif seberat 30 ton memiliki dua motor berdaya 110 kW (150 hp) serta dijalankan menggunakan listrik berdaya 750 V 40 Hz dari kabel LAA ganda. Motor tiga fase berjalan pada kecepatan konstan dan menyediakan pengereman regeneratif, dan sangat cocok untuk jalur curam, dan lokomotif tiga fase jalur utama pertama dipasok oleh Brown (saat itu bermitra dengan Walter Boveri) pada tahun 1899 pada jalur Burgdorf–Thun, Swiss, sejauh 40 km.
Italia menjadi negara pertama di dunia yang rampung melistriki kereta apinya untuk seluruh panjang jalur utama, bukan hanya pada sebagian saja. Jalur Ferrovia della Valtellina sejauh 106 km dibuka pada tanggal 4 September 1902, dirancang oleh Kandó dan tim dari pabrik Ganz. Sistem kelistrikan yang digunakan adalah tiga fase pada tegangan 3 kV 15 Hz. Pada tahun 1918, Kandó menemukan dan mengembangkan konverter fase putar, yang memungkinkan lokomotif listrik menggunakan motor listrik tiga-fase yang dipasok melalui LAA tunggal, yang mengalirkan listrik AC fase tunggal frekuensi industri sederhana (50 Hz) dari jaringan bertegangan tinggi nasional.
Kontribusi yang penting terhadap adopsi traksi AC muncul dari SNCF Prancis setelah Perang Dunia II. Perusahaan ini melakukan uji coba pada 50 Hz, dan menjadikannya standar. Setelah uji coba SNCF yang sukses, 50 Hz diadopsi sebagai standar industri untuk elektrifikasi jalur kereta api AC di seluruh dunia.