На движущийся поезд действуют силы, разнообразные по величине, направлению и времени действия. Для удобства расчетов все внешние силы, оказывающие влияние на движение поезда, объединяют в три группы и обозначают: F - сила тяги; W- cилы сопротивления движению; В- тормозные силы.
Сила тяги создается двигателем локомотива во взаимодействии с рельсами, приложена к движущим колесам и всегда направлена в сторону движения поезда. Ее значение регулируется в широких пределах машинистом, ведущим поезд. Значения силы тяги при различных скоростях движения определяют по тяговым характеристикам локомотивов графическим взаимностям силы тяги от скорости.
Значения силы тяги ограничены силой сцепления колес с рельсами 
(боксованием), мощностью двигателей и максимально допустимой частотой вращения якорей двигателей (конструкционной скоростью).
Помимо ограничений, нанесенных на графики тяговых характеристик электровозов и тепловозов, существует еще ограничение, связанное с нагревом обмоток тяговых двигателей. Степень нагрева обмоток зависит от продолжительности работы двигателей под той или иной нагрузкой и от температуры наружного
воздуха, используемого для охлаждения двигателей.
Возможность реализации максимальной мощности тяговых двигателей по условиям нагрева их обмоток проверяется специальными расчетами.
Для получения максимальной силы тяги при трогании поезда с места и его разгоне по двигателям пропускается большой величины ток, при котором выделяется огромное количество тепловой энергии. Так как процесс разгона поезда является кратковременным (1-2мин.)
то обмотка двигателей не успевают перегреваться, а с увеличением скорости движения уменьшается подаваемый в двигатель ток, а значит, уменьшается тепловыделение в обмотках.
В поездной практике часто бывают случаи длительного движения с тяжелым поездом, когда реализуется большая сила тяги, а значит по двигателем пропускается большой ток (движение по затяжным подъемам). В этих случаях, чтобы не перегреть двигатели ток должен быть ограничен до определенной величины в зависимости работы под этим током. Различают два режима работы двигателей – часовой и продолжительный. При часовом режиме по двигателю пропускают максимальный ток, который в течение часа не перегреет тяговые двигатели выше нормы (
С). При продолжительном режиме пропускается максимальной величины ток, который не перегревает обмотки двигателя в течение неограниченного времени. При этом можно быть уверенным, что потребляемый двигателями локомотива ток не перегревает их обмотки независимо от времени езды по затяжному подъему. Силу тяги, полученную в этом режиме работы двигателей, обычно называют расчетной, и скорость, соответствующую этой силе тяги, так же расчетной. Для грузовых тепловозов расчетная скорость 
составляет 20-25 км/ч, а для электровозов – 43-47км/ч.
Отсюда следует, что электровоз обеспечит прохождение трудных подъемов поездами одинаковой массы за меньшее время, чем тепловоз. В этом его главное преимущество.
