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Les locomotives électriques reçoivent leur énergie de l'extérieur sous forme de courant électrique, soit d'une
caténaire au-dessus de la voie, soit d'un troisième rail au sol. Ce type
d'équipement (avec les centrales électriques à y
associer) rend très cher l'équipement d'une voie. Mais les avantages de la traction électrique sont nombreux : coût
d'entretien plus réduit que pour les locomotives diesel, accélération importante, freinage
régénératif. Ils sont vivement appréciés pour le transport de voyageurs dans les zones d'habitation dense. Et ils sont
systématiquement utilisés pour les trains à grande vitesse comme le TGV, Thalys, Eurostar, ICE ou Shikansen) parce que
les puissances qui leur sont nécessaires ne sont pas faciles à embarquer à l'intérieur du train lui-même.
Le record du monde de vitesse sur rail est détenu depuis 1990 par un TGV français qui a atteint la vitesse de 515 km/h (320 mph).
En 1955, c'étaient déjà deux motrices électriques qui avaient obtenu le record de vitesse sur rail : la BB 9004 et la CC 7107 de la SNCF, sur une ligne droite et plate des Landes.
Tous les systèmes ferroviaires récents utilisent une source de courant alternatif, mais on trouve encore des alimentations en courant continu dans le Sud de la France, en Afrique du Sud, en Espagne, en Suisse, en Angleterre, au Pays-Bas (sous 1500 Volts), en Italie et en Belgique (sous 3000 Volts).
