愛迪生不久又得到一個大規模試驗他三線係統的機會，路易斯維爾城準備建築南方博覽會，要裝設5000盞電燈，供100夜之用，他們便和愛迪生訂了一個合同。
電廠的設計交畢勒斯比(H．w ．Byllesby )和斯蒂林格負責，愛迪生自己也參加籌備工作。他們把電線從發電機接到一個管理者站立的高架平台上。“整個發電部分運用起來很是簡便，隻要由一個人管理就足夠了。從這一點上就可以證明愛迪生所完成的整個係統的設計的精密了。”
愛迪生說道：“我現在已決定在我的電燈係統正式完成後，把它好好地推行起來，否則我就不能把握住這個方法……。我將以一年或是更多的時間來完成那整個係統，把它改進得比任何別的方法更完美些。”
這時旅館開始使用電燈。第一家使用電燈的旅館是於1881年建在阿迪龍達克山中的藍山飯店。這家飯店建在海拔3500英尺處，在1880年至1890年間，它距鐵路線有40英裏之遙，電機設備不得不用騾子運去。向那裏運煤要花不少錢，因此發電站的鍋爐隻得使用木炭作燃料。
電燈的應用也進一步的介紹給劇院經營者們。在芝加哥的哈佛利劇院安裝了637盞電燈。大廳中央懸了一個價值500美元的吊燈。大廳、回廊、入口處和舞台上的照明裝置，都得使用單獨的發電機供電。據《報務員與電力世界》報道：“劇院任何一處的燈光都可以按要求變暗、變亮或關閉。化妝室的燈光是獨立的，能像煤氣燈一樣隨意掌握。每隻燈的壽命為600個小時，隻要不打碎，就可以在劇院裏使用三、四個月之久。當然，這種電燈也沒有煤氣燈那樣容易帶來火災的危險。”開始時一些演員擔心，在新的照明設備下，他們的化妝會不會失真，但隨著在化妝室也安裝電燈之後，舞台與化妝間燈光效果的統一使這種擔心煙消雲散。
獨立電廠在國外也得到了發展。愛迪生的白熾燈不久就被用在了倫敦、柏林、布拉格的劇院，用在了法國、德國的釀酒廠、造紙廠與紡織廠，用在了全歐洲的工廠之中。墨爾本的下院大廈和布裏斯班的政府建築都安裝了愛迪生的電燈。在1882年的水晶宮電力設備展覽會上，世界第一個電動廣告牌在音樂廳上方拚出了e DISOn 一字。1883年，在柏林衛生器材展覽會愛迪生公司展銷處，這種廣告牌又得到了改進。公司安裝了馬達，使愛迪生名字的6個字母依次出現。
1883年夏天，在智利的聖地亞哥，不僅安裝了電燈，還引進了其他電力裝置。在已經安裝了電燈係統的4家旅館中，另外還安裝了電火警係統。據報道，“使用這種裝置以後，旅客們不僅可以免於遭難，而且還獲得了足夠的光線以供在危急中撤離。這種裝置耗電少，成本低，使用方便，也不會發生故障。”
關於美國的電燈事業的發展與擴大，愛迪生還有許多天才的設想，這些設想在當時實行起來雖然還存在不少困難，但卻具有重大的意義。例如，愛迪生認為，電力可用來充當多種能源，在房間裏它可帶動小風扇、帶動縫紉機、帶動碗碟架旋轉，亦可抽水、驅動電梯，等等。這些設想涉及家庭的“全電氣化”，然而這是30年以後的事。又如，他計劃用一台可浸在港灣水中的發電機，由波浪驅動，帶動白熾燈忽閃忽滅，作為警標，這就是原子時代不用維修可長期使用的航標燈的19世紀的模型。
愛迪生不僅是一位偉大的發明家，還是位出色的宣傳家。為了擴展電燈事業，愛迪生通過各種途徑進行宣傳。
首先，他利用展覽會的機會進行宣傳。例如，在19世紀80年代愛迪生的展覽會上，每次都有一名黑人服務員，他的頭盔頂端裝上一盞電燈，用電線在衣服裏接通。他的鞋上有尖，可以刺入展覽台的地毯接觸電源。這樣，他每發出一份宣傳材料，頭上的燈就奇妙地亮了起來。
其次，舉行推廣電燈的公開表演。有一次，愛迪生用幾百人組成方陣，舉行“電燈大遊行”。幾百個年輕人頭戴用豆般的燈泡點綴起來的盔形帽，排成4排，行列內側則有能夠移動的蒸汽發動機和“愛迪生式直流發電機”。遊行的青年們戴的小豆燈泡，是從袖子下包著銅線的纜繩接到直流發電機上。領頭的人騎著馬，揮舞尖端帶有電燈的警棍，後麵則跟著演奏進行曲的樂隊。
前導的人每次揮舞指揮棒，數百小豆燈泡就會時明時滅，煞是好看。這樣的遊行博得觀眾的熱烈歡呼，大家喊著：“愛迪生，電燈！”“電燈大遊行”的第二天，一位大劇院的經理來找愛迪生。“昨天的遊行很驚人，因此一定要麻煩你，我想在舞台上讓數十人跳電燈舞，觀眾必然非常喜歡，因此，一定要借助你的智慧。”
“確是很有趣的構想。”愛迪生說道。
1883年，最後的群眾性的表揚活動時刻來到了。著名的紐約音樂廳尼布洛公園舉辦了“一台大型的模擬芭蕾舞劇”，慶祝愛迪生征服黑暗的勝利。愛迪生接受該劇院舞台監督的職務。紐約市到處貼出愛迪生指揮演出的海報。市民們聽到愛迪生的名字就已瘋狂，開演當天，想買票進場的人排成長龍。舞蹈的背景是新建的“布魯克林大橋”的模型，模型用電燈照明，每個芭蕾女郎在跳舞時揮動一根棒，棒端裝有一盞愛迪生發明的電燈。在舞劇的最後準備工作中，一個新聞記者看到，那個多才多藝的青年愛迪生在芭蕾女郎的舞衣上安裝電線。“他在這些女孩子們當中跑來跑去，給她們把緊身胸衣整理好，以便不妨礙電線，他在每個舞蹈演員的胸口塞進一個電池，好讓她們額頭上的電燈真的發出光來。”這個節目豪邁地宣布了“在托馬斯·愛迪生先生親自指導下的愛迪生電燈公司的新奇的照明效果”。劇院連日大爆滿，演出的節目一再繼續。後來，電燈舞成為這家劇院的招牌。第三，利用簡報進行宣傳。每隔10天，愛迪生電燈公司就發表一份簡報。簡報內容除了敘述新裝置的投產以外，還大力宣傳煤氣燈的有害因素，歌頌電燈照明的優點。如：宣傳煤氣燈容易引起爆炸，而電燈則較安全；在劇院裏安裝了電燈之後，音響效果立刻有所改進。電燈不僅有益於視力，而且有益於聽力；電燈可以治療近視眼，而煤氣燈的熱氣是造成近視眼的原因。
的確，愛迪生不是一位科學家。在致力於電燈事業的擴展中，愛迪生像一位把十幾個球不斷拋向空中的雜技演員一樣忙得不可開交。他的事務中包括改進白熾燈；完善愛迪生係統所需的各類輔助裝置，特別是發電機的改造；探索海外電燈事業開發的可能；也涉身於愛迪生電燈公司的財政事務，等等。就是在這種情況下，他忽視了後來被認為是19世紀末期的一項最重要的科學發現，即被稱為“愛迪生效應”的現象。但後來它卻成為對現代無線電技術極其重要的電子管的基礎。
當愛迪生對白熾燈進行完善化的時候，他發現了在玻璃泡的內壁上有一層薄薄的積炭。
這引起了愛迪生的好奇。為了查明燈泡變黑(隨之而來的是燈泡中炭絲的燒壞)的原因，愛迪生做了以下實驗：在有白熾絲的燈泡內焊了一個與電流計相聯的金屬薄片。當把薄片與電池的正極接在一起時電流計的指針偏轉，這說明燈絲與薄片之間有電流存在。若把薄片與電池的負極連接，則沒有電流。這個稱之為“愛迪生效應”的現象後來才得到了解釋，即熾熱的燈絲發射出電子流。電子的發射——熱電子發射——引起了學者們的注意，因為可以應用這個特性來製出隻允許電流向一個方向流動的器件。
但愛迪生當時並不知道這些，他隻是把這一事實記在日記裏，又在論文中進行了描述，最後於1883年寫成專利書呈報上去。但並未進一步研究。要是他當時抓住那奇特的火花所提示的線索追究下去，那就會接觸到電子學和無線電的問題了。
當時人們連電子還不曾發現，因此未能意識到“愛迪生效應”之用途的不僅僅是愛迪生本人。在提出電壓調製裝置專利後不久，他把樣品燈送給普利斯，普利斯隻是將此現象公布於眾，未曾作任何說明，也未提起這種效應的實際用途。直到20年之後，這種現象才得到解釋。這時，英國工程師弗萊明(j ．A．Fleming 1848—1945)認為，這一現象是剛剛被人們發現的稱之為電子的東西在熾熱的燈絲上沸騰之後，衝到了冷極上。因為電子帶負電，所以冷極必須與發電機的正極相接才會產生這種效應。這樣，輸入交流電之後，輸出的卻是直流電流。
1904年，在研製無線電時，人們在試圖將一種弱電振蕩轉換成一股弱直流電流的過程中，才首次發現了門羅公園試驗室幾乎早在25年以前就注意到的那種現象的劃時代意義。
弗萊明在他的回憶錄中寫道：“1904年10月，我在專心思考這一問題時，一個非常愉快的念頭突然湧上心頭。我回憶起自己在‘愛迪生效應’方麵所做過的實驗，特別是白熾燈炭絲和燈泡中的冷金屬板之間可以通過一瓦特電能的發現，我對自己說：‘如果是這樣的話，那麼我們手中持有的恰恰是用來進行高頻振蕩整流的工具。’我讓助手G．B．代克在一個電路裏造成弱高頻電流，然後我從櫃裏拿出一隻過去實驗時用過的燈泡……。”
試驗完全成功。它比當時用於同種目的的相幹管、磁檢波器和晶體檢波器的效率更高。
這種無線電管，在美國則稱為電子管。愛迪生之所以沒有繼續探索這一著名的“效應”，原因正如他所說：“那時我因為過分關心於推進電燈係統的工作，我沒有時間再繼續這試驗了。”
電車的發明在愛迪生年譜中，我們看到愛迪生於1881年研究輕型窄軌電力列車。
試驗電力火車的想法，愛迪生早在1878年就有了。愛迪生回憶說：“1878年我去懷俄明觀測日蝕，回程途中從火車窗口外望，一望無際的田野，高低不平的道路，農夫們用馬車載運蔬菜或小麥，馬和人都喘不過氣來，那時候和我在一起的派克教授曾經談到鋪設小型鐵軌，讓電車行駛，這樣，人和馬就不用那麼辛苦了。”但是那時愛迪生把主要精力放在發明電燈上。
一天，“北太平洋公司”總裁亨利·皮奈特來到門羅公園，對愛迪生說：“你也知道，使用蒸汽機車頭的火車到了山嶽地帶，進入隧道，煤煙嗆人，司機和乘客都不舒服，尤其夏天開著窗子，進來的煤煙更大。跑山嶽地帶如果不用蒸汽機車頭，改用電力，有沒有辦法？”“其實，早就有人動這個腦筋了。”愛迪生回答。
愛迪生告訴他，當他還在美國大幹線鐵路賣報時，在底特律圖書館曾讀過一本書，書上就寫著1837年曾有一個英國人苦心製作過利用電池行駛的電車。1850年，美國也有人想製造蓄電池電車。1879年，德國西門子公司在柏林交易會上展出了一種非車載電池的5節列車，這輛機車曾載了30位乘客，創下每小時行駛24公裏的速度記錄。機車是由一台3馬力電機驅動的。這是第一台用新型發電機來代替電池車輛的機車。但是，西門子公司的列車有其弱點，這就是絕緣問題迫使它的表演局限於晴天。
“德國的火車已經換用電車了嗎？”“不，還沒有進步到那樣，我想自己來發明和他們不相同的電車。”愛迪生很自信地說。“我因為電燈的需要而製作了強力發電機，現在隻要把那個改為電氣馬達就行，計劃早就擬好了。”
皮奈特對於愛迪生的構想很感興趣，問愛迪生這項發明需要多少時間。愛迪生回答說：“隻要半年就夠了，不過這還需要相當的研究費用。”
皮奈特同意給愛迪生提供研究費用，如果試驗成功，就讓北太平洋公司使用。雙方很快簽訂了協議書，愛迪生馬上開始了對電力火車的研究。
1880年5月，他從門羅公園實驗室鋪出一條街車軌道改裝的鐵路，鐵路先沿一條鄉間道路伸展，然後繞過一座土丘，呈“U”字形轉回實驗室，全長1/3英裏。電流由兩台發電機輸入鐵軌，第3台發電機裝在旁邊的一個四輪鐵架貨車上作為馬達。然後，通過一係列的摩擦輪將動力輸入貨車的驅動軸。
列車首次運行時，一切都還正常，隻是機車從路的一端啟動時，摩擦齒輪組因啟動過猛發生斷裂。這說明需要找出一種新的辦法來連接電樞與被驅動的軸。愛迪生使用一種皮帶傳動裝置，在傳動帶上裝了一個附加定滑輪，通過杠杆操縱，使皮帶拉緊從而帶動列車前進。
這種電氣車與蒸汽車相比，電氣車的裝置不僅簡單，而且能力強。愛迪生最初試作的電氣車就像模型那麼小，但時速達60公裏，有12匹馬力，比德國試製的那種時速24公裏，3馬力的電車要強得多。
電氣機車完成後，終於要試車了。門羅公園四周鋪設了枕木，有急坡、有曲線，而且到處高低不平。電氣機車後掛著兩節客車，外觀雖然不美，但無論如何，這是美國的第一輛電氣車。1880年底以前，他提出了電氣機車係統的第一份專利申請。
愛迪生對電氣鐵路充滿了信心。他親自試車，除了欣賞這種“穿山過穀”的樂趣之外，主要是要使電氣鐵路成為現實。他的行動動機是，使電力火車為社會服務，不僅要為中西部的小麥種植者們解決運輸問題，而且要在更大範圍取代蒸汽機車。
起初，沒有人認真地考慮過電氣機車的問題。多數鐵路資本家認為，搞電氣機車浪費金錢沒有必要。公眾中了解電力的人也不多，即便有人知道電力是什麼東西，但也不能估計出它的巨大潛力。更令人不解的是，一些與電力發展息息相關的方麵也對愛迪生進行嘲諷。
但無論怎樣，愛迪生的電氣機車接近成功了。在試車後，愛迪生發明電車的事，傳遍各地，每天前來參觀的人絡繹不絕，並且要求搭乘電車。
門羅公園研究所的法律顧問洛雷博士聽了傳聞，特地從紐約趕來，愛迪生對他說：“你也搭乘看看，申請專利的時候，好做參考。”兩人上了客車。這天是由克魯西擔任司機。克魯西以60公裏的時速行駛，經過急坡，拐過曲線，車子發出怪音，機車脫軌了，客車一起隨著翻倒。車上乘客全給摔出車外，還算幸運，隻有司機一人臉部擦破，其他的人都沒有受傷。可是，由於這次脫軌，愛迪生遭到許多人的指摘和非難。錯誤常常是正確的先導。這次脫軌事故，對愛迪生來說，倒是一項很好的研究資料。使他想到車子一旦危急，可以使用相反的電流，產生抗力以阻止車子前衝，因而發明了電氣製動器。
愛迪生在自己的鐵軌上不斷改良著機車的性能，不斷地提出有關的專利申請。然而電燈係統的完善工作占去了他越來越多的時間，所以在電氣機車方麵，直到1881年9月，他才邁出了第二步。在第二階段，他設計了兩台大型電氣機車，客車的最高時速為96公裏，可載乘客90人。研究所四周軌道延長到3公裏，有錯車道和轉轍器這類與實際鐵路相同的設備。
愛迪生電車的發明進展順利，使北太平洋鐵路的總裁亨利·皮奈特感到高興。亨利為門羅公園提供了建築3英裏長的一段鐵軌的資金，並同意，一旦愛迪生將電氣鐵路費用降在蒸汽機機車之下，他就立刻建造50英裏長的電氣鐵路。但是，這一目標還未實現，亨利就破產了。
亨利破產後，再也不能為愛迪生提供研究經費了。但誠實的亨利仍然跑到門羅公園對愛迪生說：“和你所訂的協議我一定遵守，你的研究費用，我一定會付給你。”
“皮奈特先生，協議書當作沒有訂好了，但你的友情，將永誌不忘。感謝你的鼓勵，由於你的幫助，電車才能發展到目前這種程度，皮奈特先生，你現在應該設法讓自己再度站起來。”愛迪生安慰皮奈特先生說道。
10年之後，亨利·皮奈特再度成為北太平洋鐵路的總裁，他並未忘記以前的約定，向愛迪生提出關於西部山嶽地區鐵路電氣化計劃。
愛迪生終於完成了電車，但為什麼不像電話、電燈、唱機等那樣使愛迪生出名呢？原因在於，當愛迪生熱中研究電車的時候，同時在美國還有一位費爾德從事同樣的電車研究。資本家們為使電車事業化，特別促使愛迪生和費爾德兩人就專利特許權合作，於1883年以資金200萬元設立“美國電氣鐵路公司”。幾個月後，愛迪生與費爾德鋪設了一條供表演用的鐵路，共1/3英裏長，地點是在芝加哥博覽會大廳。6月，博覽會揭幕了。在5—18日這個短短的展示期間，愛迪生的改良電車獲得了很高的評價。列車取名為“法官號”，共有3根鐵軌，由中間一根向列車輸入電流，兩邊兩根用作回路，每次可乘20名旅客。據《電力世界》報道，這輛列車的運轉性能“勝過這個國家境內的任何蒸汽機車”。博覽會結束之前，它共行走了466英裏，載客26000人。《電力世界》指出：“我們有充分的理由相信，在不久的將來，馬與蒸汽機車就會被它取代，它拖著車輛爬山涉水，既無馬蹄的響聲，也沒有蒸汽機的噪音。”
電氣鐵道在芝加哥公開展覽後搬到路易斯維爾來。路易斯維爾的《快報》上曾描寫道：“這種電氣火車是沒有煙火的。它被一種目不能見的，甚至不知究是何物的原動力所驅策，在鐵軌上平穩而快捷地駛行著。又安全，又實用。”
在研究電氣機車方麵，對於愛迪生來說，這成功的一天已經不遠了。但電氣鐵路公司並沒有發跡，這裏麵的原因很多。按照愛迪生的話說：“我之所以失敗，是因為我不能繼續幹下去，我沒有時間，這裏需要我做的事情太多，尤其是涉及到電燈方麵的工作。”其實，這不是主要原因。主要原因是，鐵道馬車已有50年的曆史了，“直到1890年以後，曾經作為大城市的運輸工具的馬車才消失。但就個別旅行而言，輕便馬車仍然是旅行的主要工具。至少從當時的水平看，它還不是一種蹩腳的運輸工具。當時的人對這種運輸的看法與現在一般人恰恰相反，1900年以前的四輪馬車其實是相當時髦和舒適的。”如果采用電車的話，鐵道馬車勢必遭到淘汰，但在一些大城市的市民中，有人喜愛馬車，這些人自然反對電車，以致電車很難有進展。此外，又因公司內部不和，竟至破產。
幾年後，“紐約中央公司”宣告成立，終於決定采用電車。這時，愛迪生正好發明電影，再度震驚全世界。
隨著電力照明係統的溝通，在各個工業部門中，電動機逐漸取代了蒸汽機。1880年的時候，美國工業還依靠蒸汽機，到1900年，電已成為動力的一個來源，電力已達30萬匹馬力，到1914年，電力進一步增加到900萬匹馬力。電力節省了大批人力和物力，改善了操作環境，減輕了勞動強度，提高了生產效率，引起了社會生產的重大變革。到19世紀後期，美國電力工業的發展超過了老牌資本主義的英國。《物理學與技術史》一書的作者在論述“電氣化的產生”時指出：“電能為工業和交通運輸業提供能量。電氣化解決了能量的輸送和拖動問題，從而在機械化和自動化的基礎上對國民經濟和它的技術產生了決定性的影響，使生產力得到了飛速地增長，就其後果來說並不亞於工業革命”。這是對由新的照明係統帶來的電氣化的偉大意義的恰如其分的、最好的闡釋。