Когда показывают паровоз - и маленькие опорные катки, большие колёсищи, стандартные колёса под тендером...
У всех вагонов - колёса одного диаметра...
Ручная дрезина - на ма-а-аленьких таких, чкть ли не от подшипников...

А ездят все по одним и тем же рельсам. Так чем, собственно, определяется диаметр железнодорожного колеса? И, по совместительству, трамвайного - они, на первый взгляд, если и не одинаковые, то - близкие (по размерам). И какой размер оптималный? Он ли используется, и, если нет, то почему?

У Татры меньше, у КТМ побольше. А на ж.д. еще побольше.

Имеется в виду, в нашей стране - основные виды ПС.
Вагоны грузовые, пассажирские, прицепные электропоездов: 950мм
Тепловозы, кроме некоторых, моторные вагоны электропоездов:
1050мм.
Магистральные электровозы: 1250мм.
Тепловоз ТЭП70 - не помню точно, 1200 с чем-то мм.

У тепловозов, электровозов, моторных вагонов резонов увеличивать
диаметр два:
1) уменьшение контактного напряжения колеса и рельса, если нагрузка на ось высокая,
2) банальное размещение электродвигателя и редуктора, чтобы он поместился в габарит.

У вагонов - в основном первая причина, ну и уменьшение сопротивления качения.
Резон уменьшать диаметр, наверное, очевиден - уменьшить массу (а она ведь необрессоренная), ну и уменьшить занимаемое место - это довольно актуально, если надо уменьшить высоту пола какого-то вагона или экипажа.

Грузовые паровозы от примерно 1100 до примерно 1500 мм, причем диаметры постепенно росли в истории паровозостроения.
Пассажирские паровозы от примерно 1500 до примерно 1900 мм, причем чем больше макс. скорость, тем больше диаметр колеса - так как паровая машина-то прямо на оси, а частота ее работы ограничена.
Поддерживающие, бегунковые оси паровозов - по разному, чаще всего быть в районе 700-1300 мм, опять таки, в зависимости от нагрузки и возможности размещения на паровозе.

Меньше 950 мм диаметр бывает у всяких путевых машин, мотовозов, в общем всякой мелочи - вплоть до 600 мм, а иногда и меньше.
На узкоколейках обычный диаметр колеса 600мм.
В метро вагоны (современные) - 780 мм, раньше было 900 мм.

У трамваев - еще меньше, порядка 600 мм обычно.

Причем естественно, по мере износа диаметр уменьшается, у грузовых вагонов может хоть на 30 быть обточено, т.е. диаметр уменьшается на 60мм. Ну и некоторые вагоны вообще могут работать только с нестандартными (т.е. просто обычными, но сильно обточенными) колпарами, скажем, не более 920 мм диаметром - это всякие военные вагоны, например.