Bild 2S-2LDie rechte Schiene ist mit dem positiven Anschluss des Fahrgeräts verbunden, von dort gelangt die Fahrspannung an die rechten Räder des Triebfahrzeugs, wird über Schleifer von diesen abgegriffen und zum Motor geleitet. Auf der anderen Seite des Motors sieht es spiegelbildlich genauso aus, der Strom fließt über Leitung, Schleifer und linke Räder in die linke Schiene und zurück zur Spannungssenke.
Das ist alles recht simpel und leicht zu durchschauen. Setzen wir ein zweites Triebfahrzeug auf dasselbe Gleis, teilt sich der Strom zwischen den beiden Motoren auf (und selbstverständlich auch den im Triebfahrzeug und in den Waggons vorhandenen Lampen, aber das soll an dieser Stelle mal vernachlässigt werden). Beide Triebfahrzeuge reagieren gleich auf Änderungen der Höhe oder Polarität der Fahrspannung. Wollen wir beide unabhängig voneinander steuern, bedarf es dazu einer weiteren Zuleitung, was sich mit der Oberleitung erreichen lässt.
Oberleitung
In fast allen Systemen ist es möglich, eine funktionierende Oberleitung für eine separat steuerbare Fahrspannung einzusetzen. Da die Oberleitung nur ein Anschluss ist, muss für die Rückleitung dennoch eine Schiene benutzt werden. In der folgenden Darstellung der verschiedenen Fahrspannungssysteme werden die Unterschiede dargestellt; die mit der Oberleitung zusätzlich entstehende Versorgung hat aber keinen Einfluss auf die eingeführten Bezeichnungen der Systeme. Gezählt wird immer nur, wie viele Schienen und Anschlüsse das Gleis bietet.
Dabei übernimmt die Oberleitung die Zufuhr der positiven Spannung, abgeleitet wird sie ebenfalls über die linke Schiene, die damit als gemeinsamer Rückleiter fungiert. Um die Oberleitungslok unabhängig von der über die rechte Schiene zugeführten Fahrspannung zu machen, darf der Motor natürlich keine Verbindung zu den in Fahrtrichtung rechten Rädern haben. Dazu dient ein in Elloks standardmäßig vorhandener Umschalter, mit dem sich Oberleitungs- oder Schienenbetrieb einstellen lässt. Werden Ellok-Modelle aus der Schiene versorgt, ist die Oberleitung nur Attrappe.
Mit dem Wechselschalter in der Ellok werden die in Fahrtrichtung rechten Räder von der elektrischen Funktion in der Lok abgeschnitten. Diese Lok kann deshalb nur in einer Richtung auf dem Gleis agieren! Fahren kann sie in beide Richtungen, aber sie muss immer so auf dem Gleis stehen, dass die angeschlossenen Räder auf der Nullleiter-Schiene stehen. Wird diese Lok gewendet, funktioniert sie nicht mehr, denn ihr fehlt das Gegenpotential zur Oberleitung. Deshalb wird die Oberleitung häufig rein dekorativ eingesetzt.
Es spricht noch mehr für die Oberleitungs-Attrappe: Eine funktionierende Oberleitung wirkt in den Baugrößen H0 und kleiner einfach plump. Besser sieht eine filigrane, aber nicht zur Stromversorgung herangezogene Oberleitung aus.
Die ist dann aber zu empfindlich für den Druck des Stromabnehmers, der Fahrdraht würde leicht reißen. Deshalb gehören zur Oberleitungsattrappe Pantographen, die in fast ausgefahrener Position festgelegt wurden. So gleiten sie scheinbar funktionierend unter dem Fahrdraht, können ihm aber nichts anhaben.
Eine noch simplere Lösung wäre das Aufstellen von Masten mit Auslegern, aber ohne Fahrdraht. Das fällt zumindest auf den ersten Blick nicht auf, kann aber nicht überzeugen.
Gar nicht geht dagegen das Fahren unter Draht mit angelegten Stromabnehmern.