因此，1879年至1882年，是爱迪生工作特别积极的时期。有些研究工作不得不暂时拖下来。与爱迪生效应有关的一些试验就被放到了次要地位。不久，他就转而研究白炽灯变黑的问题。美国电子学专家乌·怀特由于获得能参阅爱迪生实验室技术档案的某些材料的机会，于1943年发表了有关爱迪生效应发现的技术史略。他所利用的材料和文献表明，爱迪生在1882年年中，才得以重新回到这一研究工作上来。1882年6月5日，爱迪生恢复按照他绘制的草图制出的灯泡的试验，这些草图是他为研究灯泡变黑现象的特点而绘制的。这种灯应有一个附加电极，该电极的安装要能阻止带电粒子的转移。这个电极被焊在灯泡圆顶里弯曲的灯丝的上空。可以肯定，爱迪生曾对根据这一草图制造的灯泡进行了一系列的试验。爱迪生所签署的、1883年3月8日所进行多次试验的灯泡草图被保存了下来。草图上写的应是制造这些灯泡的那些助手（约翰·弗·奥特和马尔京·恩·福尔斯）的姓名的缩写字母。草图上是一个这样的灯泡，它的附加电极，是一个安装在灯丝两个支路间的平面上呈椭圆形的极板。1883年3月10日随之又有了新的定做单：用各种导电材料（炭、铝、锌、锡、铅、镁、铂、铜、银、磷青铜、巴氏合金、镍、金）制造引入灯泡里供试验用的极板。在定做单原本上面的一些十字记号证明，都已完成了。
那些有机会能接触爱迪生实验室文献的人，还没有确定爱迪生第一次发现电流经过真空由灯丝给附加电极的确切日期。但可以认定，此事发生在1883年上半年。灯泡变黑没有因为有了附加电极而减轻，但在把附加电极接到直流电路的正极上的时候，发现了电流经过真空由灯丝传给附加电极的现象。乌·怀特在上述的论文中援引了未发表的涉及到后期试验的爱迪生的记录。
“供演示直流电穿过高度真空空间的传导性能的仪器”。这是我的新发现。仪器是由通常的白炽灯组成，而这只灯在其真空空间有一根不与灯丝接触的铂丝穿过了灯泡的玻璃。在这根铂丝的一端焊有一根铜线，而这根铜线正好是为了从外面与电源连接在一起而焊到灯丝的两个支路上的那一根。如果把这根电线接到电流计的一个端子上，而把另一个端子与正极支路联连起来，当灯泡灯丝的发光度没有达到相应于10支烛光的强度前电流计指针就不会偏转，而在达到13支烛光时就会出现轻微的和缓慢的偏转，而如果热度继续提高，指针的偏转就会增长得非常快。在使用25支烛光的条件下就有很大的电流流经电流计，这种电流足以供给200英里长的电报线路的用电（在把灯泡里的空气抽到一个大气压的百万分之一的条件下），在这种情况下电流在真空中应当能通过至少有半英寸的断线处。
电流在某些条件下，能在真空空中通过电路中的断线处的事实本身，对于所有的人来说是出乎意外的和无法解释的。所以，在真空空间中，电流是能够从带有负电的灯丝传给带有正电荷的附加电极，而灯丝和电极中间并没有直接接触。
其实，爱迪生没有进行更多的试验，也未能科学地论证这一现象。诚然，许多年以后，即在1922年，爱迪生曾叙述了他是怎样想像效应实质的：
我的理论是，当残余气体与灯丝发生接触后，残余的气体和部分灯丝本身都带了电，为玻璃所吸引并放出电来。因为极性仍不变，所以我就认为，由此就应得到直流电，然后再把附加电极引入里面来放大电流，这种作法正是在我用一块贴在灯泡外壁的锡箔进行第一次试验时所采用的。这就使电流计产生相当大的误差。指针甚至跑到刻度外了。当极板和金属线被引入灯泡内，作用就剧烈增长，所以在费拉德尔菲亚博览会上我就把非常好使的电报发声器接到电路上。当时我为推广使用我的电照明系统做了过多的工作，所以我也没有时间来继续进行我的试验。
1883年以后，爱迪生没有再继续进行这方面的试验，而着手研究怎样把这种现象加以实际应用。爱迪生在试验过程中，发现装有附加电极的灯泡有一个非常重要的特性：在灯丝用来工作的电压发生变化的条件下，电流计电路中的电流强度就发生很大的波动，即用现代术语来说，电子发射在明显地发生变化。爱迪生已打算把这种仪器，当作高灵敏度的电压变化指示器来用。1883年11月15日，爱迪生递交了登记“电气指示器”专利申请。1884.年1O月21日给他颁发了专利特许证，号码是第307031号（见插图）。这个仪器的用途，是调整发电机的转速。这个仪器没有得到推广，但也并没有被人们彻底忘掉：在第一次世界大战期间，爱迪生所提出的原理被用来调整飞机上无线电设备中的发电机电压。
七、矿山设备
在评价托·阿·爱迪生的创造发明时，经常有人流露这样的想法，认为他的主要发明都与电有关系，而且旨在广泛地以各种方式把电能用于工业、运输业、通讯和日常生活。然而爱迪生对与电毫无关系的工艺问题并不陌生。他说，他最喜欢化学，并认为自己是化学家；由此可以得出结论，工艺的改进也会使他感到兴趣。
爱迪生在工艺方面的研究工作，没有明确的方向。当他的某一发明需要改进的时候，他就不仅着手解决力学和电工技术问题，而且着手制定新的工艺方法。例如，为了改进白炽灯，特别是为了改进灯丝的质量和性能，就需要找到特别复杂的工艺方法。爱迪生承担了这一工作，而且获得了良好的结果。在研究碱性蓄电池过程中，他遇到了完全是另一个方面的困难，这种困难也只有通过改进工艺才能克服，他经过长期寻求才获得成果。
可以这样说，爱迪生在工艺改进方面的重要的研究工作，都具有独立性，与他的其他发明没有关联。
范围很大和十分重要的工作之一，就是深入研究磁选铁矿的方法。在上个世纪后25年中，美国出现了大的工业，对黑色金属的需求不断在增长。然而美国的黑色冶金的矿源有限。到19世纪80年代，美国东部的铁矿大部分已经采空，而从美国其他地区运输矿石是不合算的。当时，爱迪生在用高价购买钢材生产电机的同时就预见到，这一情况将成为发展电照明和建设电站的障碍。以后热电力机械（蒸汽锅炉和发动机）和电机的大量制造，将会造成钢材不足和钢材价格大涨的局面。
爱迪生在他一次到长岛海岸旅行时注意到，沿岸的白沙土中有许多黑粒子，因此许多地方的地貌都黑黝黝的。这种黑黝黝的沙子沿着海岸蜿蜒许多英里。爱迪生用小磁铁查明，沙子中的黑色驳杂成分是磁铁矿晶粒，即最常见的铁矿晶粒。这些微粒的出现是由于水成岩受海水的侵蚀。对黑沙标本的研究表明，黑沙中有将近20%的金属。这就有根据认为这些沙子是有利于提炼精矿的原料。磁选矿的思想已不新颖，但实际上是磁选矿方法只是在瑞典极小范围内使用。爱迪生决定详细研究这一方法，并使这一方法达到工业使用程度。他把这看成是有利可图的。爱迪生对贫矿问题所进行的研究表明，这种矿在全国星罗棋布。因此，他在某一地区所开始的工作，将在美国的许多州得到扩展。
爱迪生在这方面的最初一些试验，使许多人警觉地期待着采矿业中的这种革命。报纸（当然十分含糊地）报导说，爱迪生想出了一种十分重要的办法，从贫而劣的矿石中提取包括金子在内的贵重金属。但这种报导为时过早。为了深入研究工业磁选矿方法，爱迪生应当拥有贫矿矿床。精炼矿石的数量特别大，这就产生了错综复杂的矿石运输等问题。采掘矿石是用功率强大的机器来进行的。
爱迪生知道，自己所面临的工作是多么浩繁，多么困难。为了从黑砂中提取出铁来，必须彻底把山从地球上搬走，把巨大的顽石变成粉末，然而这些都没有难倒他。这一宏伟的技术任务吸引住他，他开始对这一任务进行认真而详细的研究。
爱迪生从一位对这一研究工作感兴趣的新闻记者那里打听到，在新泽西州的奥格登斯堡村，即在距纽瓦克有60英里远的地方，在深山老林中间有一个许多年以前被废弃的铁矿场。爱迪生在这里买了一块面积为1.6万英亩的土地。这一区域的贫矿储藏量是很大的，根据最保守的计算，够美国用70年。爱迪生建设了一个叫“爱迪生”的矿山工人新村，这个新村有供全体人员用的厂房和住房，他还购置了各种设备，专门制造了某些特别大而功率强的机器。爱迪生在芝加哥灌溉渠竣工后，就从那里把最大的蒸汽挖土机调来一台。巨大的移动式蒸汽起重机，伸出部分达70米。还运来了其他一些功率强大的饥械。
工艺操作过程由下面主要工序组成：预先爆破岩石或干脆不爆破，就用挖土机掘进；把大块的岩石挖出并运去粉碎；粉碎分三次进行，把细沙状的岩石运去烘干，然后再运到磁分离器内；把铁矿石与岩石分开；把矿石运去压成块状，而把碎岩石运往岩石堆以便以后作为建筑材料加以利用。
操作过程是复杂的，而且也以多种多样的形式，广泛地采用了各种机械。应当对操作过程的各个阶段进行各种改进，消除在工作过程中暴露出来的缺点。发明家的思想，在这广阔天地可以无限地自由驰骋。爱迪生一个星期在矿山工人新村住5天，只是在星期六和星期天才回家。
叫做“矿山分离工厂”的这一企业的建设工程进行了两年，爱迪生花费了200万美元。蒸汽挖土机一年掘进了1.5千米多，挖出的矿石不少于60万吨。粉碎机是用功率一百马力的科尔利斯蒸汽机带动的。粉碎机有两个大直径的辊子，而两辊子的相对旋转速度为每分钟700转。
矿石烘焙后，就用磁分离机进行分离。粉末状的岩石经过大电磁铁系统，把矿石与岩石分离开来。然后，矿石与胶合料混在一起，在强大的压力下形成块状。最后一个阶段是烧结成块状体。
爱迪生设计了粉碎机、磁分离机、压块机、焙烧炉。顺便说一下，在这一企业里第一次使用了橡胶传送带。
这个企业生产的精矿的价格，每公吨为6.5美元左右。爱迪生与最大的工业公司“伯利恒钢铁公司”签订了供应精矿的合同。经过几年的准备工作，爱迪生在商业方面取得了有利的进展。但这时发生了新的情况，导致了这一企业事务的衰落，以至于倒闭（1892年）。在明尼苏达州的地质勘探，发现了巨大的富铁矿。而且有优越的开采和运输矿石的条件，矿石价格要比爱迪生工厂生产的精矿低一半。冶金厂使用富铁矿的矿石冶炼，比使用爱迪生生产的精矿，当然更为有利。情况发生了急剧变化。
爱迪生冷静地对付这一挫折，他把助手们召集起来并对他们说：“我认为，同我们新的竞争者较量没有意义。但我们至少要证明，我们国家永远都不会缺铁。我认为，现在我们的企业应当停办。但我们在这方面所取得的经验，可以用于我所已经想出来的新事务中。”
爱迪生及其助手们在磁选方面创造出的先进工艺，后来在其他方面不止一次地得到了应用。爱迪生制造的磁分离机就是一种例证。磁分离机的效用与已经使用的选矿机不同，用前者较用后者有利。这是一台单极电机，它不直接与粉碎成细末的岩石的磁成分接触。磁分离机是一个下面装有很多磁铁的漏斗车。磁铁下面装有漏斗，把精矿和岩石分开。
爱迪生所使用的传送带，是一个有许多支线并能相互精确配合的传送装置系统。在19世纪90年代任何工业中，都还没有这种系统。
磁选矿方面的研究工作停止了，爱迪生认为这并不意味着企业的完全倒闭。他当时思考的问题是，在奥格登斯堡已建造起来的那些东西和已积累的全部经验，最适合于哪方面的大规模生产。他在生产水泥工艺方面找到了出路。爱迪生预见到，建筑业的原料已从用石头和砖转到大量地使用混凝土和钢筋混凝土方面来。水泥的需求量将会猛烈增长，因此生产这种建筑材料的工艺值得注意研究、分析和加以根本改进。爱迪生详细地研究了现代水泥的生产，并查明，现有的工艺没有保障大量生产水泥，因为用以焙烧的水泥窑容量比较小，而装窑和出窑的过程，会缩短窑的使用寿命。
在奥格登斯堡停止研究工作后不久，爱迪生就组织了一个“爱迪生水泥公司”来领导对水泥生产问题的研究工作。为了实现自己的想法，他购买了一片有石灰石矿床的土地，在宾夕法尼亚州也购买了这样一块地，并把粉碎岩石的设备从奥格登斯堡运往那儿。除了磁分离机外，所有的设备新企业都能使用。而大型转盘窑，以及某些其他机械，如专门配制炉料的自动配料磅秤、粉碎装置、自动称量和把粉末状水泥装桶或装袋的装置，都得专门设计和制造。
1907年水泥厂投产使用。工厂完全实现了机械化：全厂日产量为1100桶（大约220吨）。每一窑日产量为200桶（约50吨）。预期能够用增加窑数的办法来继续扩大生产。爱迪生的窑长约50米，宽3米。大型窑的设计原理证明是正确的，所以爱迪生开始生产廉价水泥，这就更大地提高了对水泥的需求量。当时，即在20世纪初，水泥主要是用于来配制灰浆，供砌石、铺水泥路和生产钢筋混凝土构件。爱迪生认为，水泥应用的前景颇为宽广。爱迪生产生了“浇注式房屋”的想法，也就是用专门机器把水泥浆浇注到模里而制成框架式的房屋。爱迪生关于浇注式房屋的方案是以下列方式表述的：
我总是力求在我力所能及的范围内做些什么，以便使我国人民进一步摆脱繁重的劳动，并力求创造出最大的可能性，使人类得到幸福和繁荣。我认为，如果我们建立一个工厂，它能生产出比现代水泥质量更好、价格更低廉的水泥的话，我们一定为此作出努力。如果我们能实现这一点，那么一座有六个房间的水泥房子。我们可以只花300美元就建立起来。
