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爱迪生的门洛帕克实验室，后被拆除，部分在迪尔伯恩被重建

爱迪生的主要发明诞生在纽泽西州的门洛帕克实验室。它是世上第一个设立以专门用于技术革新和改善现有技术为目的的机构。虽然许多雇员根据他们的专业方向开展研究工作，并取得辉煌的成果，但在法律上大多发明专利归爱迪生本人。爱迪生因发明灯泡名声大噪。但在他1879年宣布发明电灯前，亨利·戈培尔和约瑟夫·斯万等工程师先后发明了灯泡。但亨利·戈培尔没有及时申请专利。约瑟夫·斯万于1878年早于爱迪生一年申请白炽灯专利，由于专利方面的争议，和爱迪生发生官司之争，后来法官判定约瑟夫·斯万所申请的专利无效，为避免一场可能与约瑟夫·斯万的法庭斗争，他和斯万在英国建立了一家叫作Ediswan的合资公司销售此发明。因此爱迪生严格来说只是改良了灯泡，并非真正的发明者。

爱迪生名下的大多数专利是公共专利，在爱迪生的一生中，被专利保护了17年的发明有电子、机械或化学制品，大约十二个是外观设计专利，一个装饰设计亦被保护了14年。但是大多数的发明不是完全原创的，而是改善已被发明但仍不完善的产品。少数原创的包括留声机，留声机专利是史无前例的第一个设备，能够记录和回放声音。爱迪生没有发明第一个电灯泡，而是发明了第一个能实际应用于商业的白炽灯。几个设计方案已由更早的发明者提出了，包括他从亨利·伍德沃德、马修·伊凡斯、摩西·G·法马、约瑟夫·斯万、詹姆斯·堡文·连特西、威廉·索亚、汉弗里·戴维和亨利·高堡购买的专利。但是这些发明者的产品都有些缺点，像寿命极短、生产费用高等，仅适合来满足实验室测试。1878年，爱迪生应用了碳化的纤维细丝作为发光材料（英国发明家约瑟夫·斯万在此之前已经使用），大大延长了灯泡寿命。爱迪生吸收了这些旧设计的优点，开始大规模制造灯泡。更早的发明者，亚历山卓·伏打在1800年开创了电照明的先河，在实验室，他用一根发光的导线示范了电可以用作光源，爱迪生将这一想法商业化，并且通过大量供应可以相对持久使用的电灯泡，将电照明的概念推广到到家庭和企业，并为电的生产和传输设计了一个完整系统。

威廉·约瑟·哈默，一位资深的电气工程师， 在1879年12月开始在爱迪生的公司作实验员。他在电话、留声机、电路、铁矿石分离器和电照明设备等发明中作出重大贡献，并且参与了其他产品和技术开发。然而，哈默主要是负责测试和纪录白炽电灯设备。1880年，他被任命为“爱迪生灯”项目的总工程师。在他上任的第一年，工厂在总经理弗朗西斯·阿普顿（Francis Robbins Upton）领导之下造了5万盏灯。根据爱迪生的说法，哈默是“白炽电照明设备的先驱”。

门洛帕克实验室有可能负责爱迪生1874年发明的“四倍通信机”（可用同一根导线同时送四个信号通信机）的销售。当爱迪生要求西联汇款出价时，西联汇款提供给他一笔远超预期金额的专利费：一万美元。“四倍通信机”是爱迪生试水从商的第一步。

辉煌的年代

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美国专利第223898号，电灯

爱迪生的留声机录音档

1929年爱迪生背诵《玛莉有只小绵羊》的留声机录音。

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1878年，爱迪生在纽约与几位金融家，包括J·P·摩根和Vanderbilt家族组建爱迪生电灯公司。爱迪生在1879年12月31日于门洛帕克做了白炽电灯泡的第一次公开演示。在1880年1月27日，他在美国为此发明申请了专利，他声称：“我们将使电变得便宜，只有富人会烧蜡烛。”[来源请求]

在1883年10月8日，美国专利局裁定爱迪生的专利是修改自威廉·索亚的工作，被判无效。诉讼继续了几乎六年，直到1889年10月6日，法官裁决爱迪生的专利是合法的。为避免一场可能与约瑟夫·斯万的法庭斗争，他和斯万在英国建立了一家叫作Ediswan的合资公司销售此发明。

其他电灯发明者包括塞尔维亚发明家尼古拉·特斯拉，他想运用射频从外部电极在特斯拉效应下发射的电波点燃无线电灯泡。他亦计划开发以一根导线将能量由玻璃外壳重新聚焦回电灯泡的中心，再用中心“按钮”散发白炽光点燃电灯泡。虽然特斯拉发明了萤光灯，但在这时间爱迪生的设计拥有更高的市场占有率。

爱迪生1880年得到了直流输电系统的专利，这对电灯的发明非常地重要。第一座电站是1882年建于纽约的珍珠街发电站。在1882年9月4日，爱迪生在珍珠街发电站开启了世界的第一个电能传送系统，这个系统提供110伏特的直流电（DC）给59名在曼哈顿中心的顾客。在1883年1月19日，第一个使用外部导线的规范化的白炽电灯系统在新泽西州的Roselle开始了服务。

碳精电极电话麦克风

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1877年至1878年，爱迪生发明并完善了碳精电极麦克风与响铃接收器，这一发明直至20世纪80年代仍被应用于所有电话。在长时间的专利诉讼以后，1892年联邦法庭裁定爱迪生而不是爱米尔·贝利纳是碳精电极麦克风的发明者。20世纪20年代，碳精电极麦克风也用于无线电广播和播音工作。

传送方式之争

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主条目：电流战争

1897年田纳西州百年博览会，以当时刚刚发明之电灯为装饰。左方可见仿制的帕德嫩神庙

爱迪生与乔治·威斯汀豪斯等数家电力公司发生的竞争，初期因爱迪生对交流电危险的抹黑以及其他电力公司的技术不足而占优势，但后期乔治·威斯汀豪斯找上有著“交流电之父”之称的尼古拉·特斯拉弥补了技术上的缺失，并靠著较低的成本赢下世博会的电力供应权。目前的电源供应系统分为直流（DC）和交流（AC）两种，其中爱迪生为了点亮电灯先发明了直流电（DC），而在爱迪生手下工作的特斯拉则开发了交流电，但爱迪生始终不认同交流电系统，特斯拉出走后成立自己的公司但以失败告终，穷途末路之境被乔治·威斯汀豪斯找上，从此爱迪生将特斯拉视为敌人。

因为直流电在长途传输下会不断的损失，所以每隔一段的距离就要增设发电站，有著诸多缺点和限制，而交流电则可以通过变压器升到非常高的电压，用细导线输送，再于目的地降低电压给电力用户。

为了打击对手发明的交流电，爱迪生以交流电电死狗，甚至是用交流电处决大象，以让大众对于交流电产生危险的印象，最后甚至参与电椅的研发。然而，史上第一位受刑者威廉·凯姆勒却因为电流不足，首次电击仍让其有呼吸，第二次电击让他的皮下血管破裂流血、身体著火却仍然不死。直至第三次电击威廉·凯姆勒才死去，但已是行刑后第8分钟。一位在场目击的记者形容这是“一个可怕吓人的场面，远比绞死还糟”。

工作伙伴

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法兰克·J·史伯格，一个能干的数学家和前海军军官，被爱德华·H·约翰逊于1883年招入爱迪生的公司。史伯格其中一个对爱迪生在门洛帕克实验室的重大贡献是扩展爱迪生数学方法（尽管大众相信爱迪生并没有使用数学，但记录他思想的记事本显露他在数学分析上也是个精明人，例如，确立电光线系统的重要参量，包括电灯电阻，是全仗他老练地分析了“欧姆定律”、“焦耳定律”和经济学。）爱迪生的成功经验是整体逼近代替归纳逼近：当现成的理论不存在的时候，通过大量实验获得经验。由1883年史伯格加入了专利 （页面存档备份，存于互联网档案馆）开始，那可能被认为是一种还原主义的分析方法，可能不再是爱迪生的思维模式。史伯格的重要分析贡献，包括改正爱迪生主要和中央分布供应系统，形成对此的反驳。1884年，其他地区的电的开发引起了史伯格的兴趣，他离开爱迪生并开创了“史伯格电路和马达公司”。不过，以后开发了许多电子发明的史伯格仍然信任曾一起工作的爱迪生。

另一位爱迪生的得力助手是尼古拉·特斯拉。他声称，爱迪生许诺如果他成功改进直流发电机设备便给他50,000美元，几个月以后，当他完成了工作并且要求兑现时，爱迪生说：“当您成为一个完全的美国人，您将会欣赏美式笑话”[11]，特斯拉立刻辞职。这则轶事有疑点，因为特斯拉当时的薪金是每个星期18美元，而奖金换算成薪水要53年才能付清，而且这个数额差不多等于公司的创立资本了。特斯拉周薪25美元的要求被拒绝后，他才提出辞职[12]。虽然特斯拉之后接受了爱迪生奖，并且高度评价爱迪生是一个发明家和工程师，但是有些口是心非。在爱迪生死后，《时代周刊》对爱迪生的生活做了深入的报道，唯一的负面评价就是来自特斯拉，他说：

他根本就没有什么爱好，所有娱乐概不关心，生活没有最基本的卫生准则。

他用的方法的效率非常得低，经常做一些事倍功半的事情，整体而言，我是一个很不幸的见证人，他如果知道一些起码的理论和计算方法，就能省掉90%力气。他无视初等教育和数学知识，完全信任发明家的直觉和建立在经验上的美国人感觉。

当爱迪生晚年时，曾在信件中声称他犯的最大错误便是与特斯拉交恶，但也明言两者的斗争来自彼此的本质，这样的本质使两人成功、也造成两人的反目。[13]