当铁路网络遍布大地，火车满载原材料、工业产品和旅客穿山越岭，当上下班、购物的人乘坐在地铁列车代步的时候，追求创新的人类并没有满足于已经取得的成果而停滞不前，人们对自然的认识，对科学的孜求从来没有放松。

19世纪之前，人类对电的认识极为有限。1820年，丹麦物理学家奥斯特和法国物理学家安培发现了电流的磁效应。10多年后，英国科学家法拉第等人又发现了电磁感应现象。在19世纪的前半叶，电磁学理论得到了巨大的发展。与此呼应，工程技术专家敏锐地意识到电力技术对人类生活的意义，纷纷投身于电力开发、传输和利用方面的研究，推出了一个前人从未想过的电气时代。

电是人类面临的一种前所未用的新型的能源。所谓电力革命是指，新兴的电能开始作为一种主要的能量形式支配着社会经济生活。电能的突出优点在于，它既是一种易于传输的工业动力，同时又是极为有效可靠的信息载体。

因此，电力革命主要体现在动力传输与信息传输两方面。与动力传输系统相关联，出现了大型发电机、高压输电网、各种各样的电动机（马达）和照明电灯。与信息传输相关联，出现了电报、电话和无线电通信。这些伟大的发明使人类的生活进入了一个更光明、更美好的电气时代。

从逻辑上讲，先得有发电机而后才有电动机，但从历史上看，最先出现的却是电动机，因为伏特电池已经提供了电能来源。不过，大型的实用的电动机与发电机，是在你追我赶、相互激励中不断研制和持续改进的。

电进入城市交通是在19世纪末叶。1881年德国柏林工业博览会期间，展示了西门子发明的一列三辆编组的有轨电车 （Tram），只能乘坐6人，在400m的跑道上演示。但这种有轨电车使用两根钢轨作为输电电极，很不安全，没有实用价值。世界上第一个投入商业运行的有轨电车系统出现于1888年美国弗吉尼亚州的里士满市，此时的有轨电车采用了架空电缆和受电弓供电（见图1-15）。

图1-15　美国Pasaden有轨电车(www.daowen.com)

图1-16　运营至今的香港双层有轨电车

有轨电车是一种行驶在道路路面上的有轨交通工具，投资省、见效快、乘坐方便，又可以观赏街景，有轨电车迅速在欧美各城市中蔓延。20世纪20年代，美国曾经在370个城市中建有25000km有轨电车线路，成为当时城市公共交通的骨干，风光一时。有轨电车又称为街车（Street Car），一般是最多两节编组，载客量不大，很多线路与其他车辆共有路权，又受路口红绿灯的控制，运行速度很慢，正点率低，噪声大，加减速性能较差。随着汽车工业的迅速发展，西方国家私人汽车数量急骤增长，大量的汽车涌上街头，城市道路面积明显地不够用。20世纪50年代开始，世界各国大城市都纷纷拆除有轨电车线路。

值得一提的是，虽然地铁发明108年后中国北京才有了国内第一条地铁，但在有轨电车诞生20年后的1908年，我国第一条有轨电车就在上海建成通车，1909年大连市也建成了有轨电车，随后香港、北京、天津、沈阳、哈尔滨和长春等城市相继修建了有轨电车线路，1950年，上海的有轨电车线路曾达到历史最高的75km，在当时的城市公共交通中发挥了骨干作用。到20世纪50年代末，拆除有轨电车的风也波及中国，我国各大城市也把有轨电车线基本拆除，仅剩下大连、长春和香港（见图1-16）等个别城市的线路没有拆，并一直保留至今，继续承担着正常的公共客运任务。

1890年12月18日，世界上第一条真正的电气化地铁线路诞生（见图1-17），此后建设的地铁都不再使用蒸汽机而采用电力牵引。

图1-17　电力牵引地铁