国鉄711系電車
地域輸送を主用途とする近郊形として設計された車両であるが、座席配置は車端部分のみにロングシートを設けるセミクロスシートという汎用的に使用できる構造である。
これは普通列車のみならず当初から急行列車での運用をも考慮したもので、近郊形に必要な860 mmの通路幅は窓側席の肘掛を省略して確保する一方、クロスシート部は座席形状や1,470 mmのシートピッチ、窓側に装備される栓抜き付きテーブルなども急行形車両と同等となり、「かむい」「さちかぜ」などの急行列車でも運用された。但し、455系やキハ56系とは異なり、グリーン車は製作されなかった。
クハ711形には便所のほか、これも急行用車両並に独立した洗面所を対面に設置。配置は共にデッキ外(車端)とされた。床材は北海道用車両で一般的だった板張りを廃し、一般的な鋼板リノリウム張りとしている。新造時には冷房装置を搭載せず、屋根上に押込式通風器を、室内天井に扇風機を装備した。
構体は普通鋼製を基本とし、電車として初めて採用となる耐候性高張力鋼板 (SPA) を外板に使用する。1,000 mm幅の片開き引戸を車体両端の片面2か所に配する。客室と出入口を扉で仕切ったデッキを備え、455系などの急行形電車に類似する構造である。客室窓は1,080 mm×680 mmの1段上昇式で、内外2組の窓枠をもつ二重窓とし、内側の窓枠をFRP製とするなど冬季の車内保温と結露防止を重視した構造である。
電動車のモハ711形は機器構成の簡略化で軽量化が図られ、1両で主回路を構成する1M方式が採用された。また機器類へ雪の侵入を防止する観点から主電動機冷却用吸気口を車体側面の高い位置にし、大容量の雪切室を客室内2位・3位側の2か所に設置する。これは外気を一度室内に導いたうえで雪を分離するためで、雪切室から主電動機へは床下に設置された風洞と蛇腹で誘導される。
本系列以降の北海道向けに専用設計された電車は冷却空気系に負圧を生じない設計を貫き、北海道特有の細かい粉雪の進入を防いだことで冬季でも安定した運用が確保された。一方で本州向け設計をそのまま採用して1974年(昭和49年)に製造された道内特急用特別耐寒耐雪形485系1500番台は営業運転に投入されると雪や低温による故障を続発させたことから、本州向け電車の構造では道内での運用は困難と判断され、後に道内向け特急形電車として781系を開発、485系は本州地区に転出した。
日本の電車では初めてサイリスタ位相制御を採用した。凍結や着雪による故障の起こりやすい接点(スイッチ)類を極力排除し、冬季のトラブル回避とシステムの小型化を図った。
常用ブレーキは電磁直通空気ブレーキのみを装備する。
運用区間に山岳線区などの勾配がなく、また力行時でも起動抵抗器を要さないことから、発電ブレーキ機能が省略された。
量産車ではモハ711形1両の両端に制御車であるクハ711形を組成し、1M2Tの3両編成を基本構成とする。これはサイリスタ位相制御の採用で高い粘着性能が得られたことによる。MT54形主電動機の端子電圧を375V→ 500Vへ昇圧し、定格電流を360A→330Aへ下げたことにより、定格出力が標準の120kWから150kWへ、また弱界磁制御を排して単純化し、定格速度が同一歯車比の抵抗制御車の52.5km/h→73.0 km/hへとそれぞれ向上したことで可能となったもので、交流電車用定格とされた。動力伝達はMT54形主電動機の基本仕様である中空軸平行カルダン駆動方式で、歯車比は近郊形標準の4.82である。
なお本系列では、主電動機4基を永久並列構成としており、電圧制御のみを行い弱界磁制御は用いない。
新幹線0系電車では主回路制御が、低圧タップ制御で主電動機が4個直列2並列と異なる構造であるが、国鉄在来線のいわゆる新性能電車では本系列が唯一である。
このため初期製造コストを抑えつつ輸送力を確保することに貢献した反面、3両編成中に電動車が1両のみでMT比が低く、公称の起動加速度値1.