这样，在爱迪生开始研究电力牵引之前，欧洲在这方面采取了重要的实际步骤。而爱迪生在传动装置和牵引方面的试验，是无足轻重的。他只是在设计馈电刷时，才遇到电动机。接着爱迪生研究用电动机带动缝纫机，这种电动机的电枢安装在二极场中的两个极端间。
爱迪生对电力牵引的研究是由下面一件事引起的。1878年，爱迪生参加了派到怀俄明州去进行观察的天文考察队。爱迪生想在天文观察中使用他所发明的“测微温湿计”（印刷量温湿度微小变化的仪器）。观察地点在美国的大西部，在离铁路干线200英里的谷类作物种植地区。爱迪生看到，庄稼人用兽力车把粮食运到铁路边，再转装到火车上。这样不仅运费高，而且劳动也很复杂，需要有大量的畜力运输，需要更换马匹和马匹休息的中间站，需要饲料仓库和大批的服务人员。爱迪生产生了一种想法，并对这一想法做了深入研究。这个想法是：修建一条通到铁路干线的电气化货运电车道。爱迪生认为，这样的货运电车可以不用电车司机，而由沿线各站自动操纵。在这种情况下，经营费用将缩小到最低限度。为了着手实现这一预计颇有经济效益的想法，应当进行试验。1880年，爱迪生在门罗园建筑了长达0.35英里的电气化线路实验地段，小型钢轨固定铺在间隔约一米的枕木上，线路路基是在硬土地上，没有铺碴。线路的起点在工厂附近，并沿着马路一直往北。由安装在工厂里的爱迪生z型（100伏特×75安培）电机作为发电机负责供电，发电机的两极通过地下绝缘导线与两条钢轨连在一起。一条钢轨是用作直通机车头的直输线，另一条钢轨就是回线。没有采取任何专门措施使钢轨与地绝缘，条件虽不完善，但漏电不多。机车是一个四轮车，车上面安装的也是同样的z型电机，用来作为发动机。该电机被平放着（这种型号的电机外形尺寸很高）。电枢轴上装有一个摩擦传动轮，而该摩擦传动轮的旋转，就把力传给了另一个传动轮，而这个轮的旋转，就带动了车子的轮轴。此外，还装有第三个轮，这个轮通过杠杆与第一个传动轮或第二个传动轮发生摩擦接触。车的轮子是木制的，轮毂装有金属衬套，轮外缘装有厚实的金属轮圈。轮毂用三根金属辐条与轮圈连起来。整流电刷紧靠着轮毂。所有四个轮子都是这样装置的：电流从带有正电的钢轨进入车轮，经过电刷再传给电动机，而从电动机那里经过其他两个馈电刷和车轮再传往另一条作为电流回线的钢轨。
到1880年5月铁路建成了，5月13日下午4点通车。机车上的所有座位都被爱迪生及其助手占了。机车开动了，并平安地走完了全程，但终点停车时震撞了一下，造成了一些损坏。爱迪生认为，他所设计的摩擦装置不合理，不完全可靠，所以就改用了电动机通过皮带传动带动轮轴的办法来代替摩擦装置。此外，爱迪生决定使用与电枢串联在一起的电阻，以便起动平稳。机车上装有探照灯和信号钟，以便使路线试验可以在黄昏和夜间进行。
当时决定把线路延长到1英里，修路所需要的材料都是靠电气列车运输。许多关心电气化运输的人参观了门罗园，并在电气化铁路上试乘了车。这样的乘客有几千人，机车在白天几乎是连续工作。
在新的延长了的线路上，有几处急转弯和不平坦的地段，这对于积累更多的试验资料来说是必要的。在路线的某些地方，车速达到每小时42英里。试验中曾发生几起列车出轨事件，但列车没有损坏。进行试验的列车由机车和三节车厢组成：无盖货运平板车，有棚和板凳的无盖客车和有盖客车。为了解这些研究工作，美国卓越的铁路业活动家亨利·维拉德和许多外国人，其中包括瑞士工程师比德曼和丘里都参观了门罗园。
1880年一年中，美国各报上出现了有关爱迪生试验的报道，对试验作了通俗介绍的文章刊登在1880年6月6日的《科学的美国》杂志上。根据1880年7月22日的申请，爱迪生领到了第265778号专利特许证，在该证上面记述了由电动机的电枢轴到各轮轴都经过改进的传动系统。专利特许证中还指出了有两个带有杠杆系统的钢轨夹钳，它们交替地一会抓紧在这一条钢轨，一会又抓紧在另一条钢轨上把机车拉紧，这就使转弯运行情况有了好转，特别是急转弯运行情况有了好转。
爱迪生在递交这份专利申请的同时，又递交了另外一份专利申请，因此他又获得了第248430号专利特许证。这项发明关系到列车电气制动的方法。发明的基本内容如下：每一根轴上都装有一个又重又大的铁圆盘，这个圆盘位于功率强大的电磁体两极之间。如果电磁体被激励起来，电磁体就能阻止圆盘的旋转，这样就能使列车的速度变慢。客车上装有机械制动闸。
爱迪生根据所获得的经验，提出通过滑接电线间为电动机供电。其他研究电力牵引的电工技师，其中包括约翰·芬尼，查理·范杰波列和弗兰克·斯普拉格，都先后在不同时期说出了这种想法。这种想法占了上风，1888年在里士满城第一辆有滑接电线系统的电车投入运行。
五、蓄电池
托·阿·爱迪生多年来对各种类型的蓄电池的研究工作，也属于他的运输电气化研究工作的一个重要部分。电力牵引，可以通过把别处的供电设备的电力例如把沿线上某个地方发电装置的电力接到机车上的办法来实现，但也可以用自身所装有的电源的电力，包括放在电动机车本身内或车厢内的有相应蓄电量的蓄电池组实现牵引。爱迪生认为蓄电池车（即电动车）具有重大意义。19世纪90年代，当出现汽车时就产生一个问题：是发展汽油发动机的汽车还是发展电动车，两者那一种才合算。当时，汽油发动机的发展刚刚开始，所以提出这种问题是理所当然的。无论是汽车的汽油发动机，还是有蓄电池组的电动机，都各有自己的拥护耆和反对者。
在19世纪末，蓄电技术已有半个世纪的历史，取得某些成就并在许多方面得到应用。蓄积电能的基本原理早在1801年-1803年为里特的试验所证实，但这一发明长期没有得到应用。1854年，德国军医威廉·伊奥泽夫·津斯捷坚观察到了一种与电池所常见的电极极化不同的极化现象。这种现象是：在电流通过浸入在稀硫酸中的铅电极时，正电极就覆盖上了二氧化铅（PbO2），然而负极却没有发生任何变化。如果把这种电池进行短时间闭合，使别的电流不再经过这一电池，那么这一电池就产生出比通常那种极化电流强度更大的电流。而这一电流在二氧化物未耗尽前，总是不断地出现。津斯捷坚从这些观察中没有做出任何具体结论。5年以后，即在1859年，法国工程师加斯通-普兰捷没有受津斯捷坚的影响，观察了电流极化的这种特殊形式，制造出了一种铅蓄电池。这就为蓄电池技术奠定了基础。普兰捷蓄电池是预先多次充电和放电，以便使蓄电池中的铅板表面能有更多的细孔来改进蓄电池的作用和增加蓄电池的蓄电量。1882年，卡米尔-福尔改进了普兰捷蓄电池，专门把负极板涂上一层铅丹，这就加速了负极板的定形和铅蓄电池的性能改进。
蓄电池的应用范围已开始扩大，所以许多人专门研究改进蓄电池，俄国专家们作出了巨大贡献。1881年，季·亚·拉钦诺夫教授提出了通过加热碱里的铅提取覆盖在蓄电池极板上的活性物质的方法。试验结果，提出了与金属铅混合在一起并固着在蓄电池铅板上的粉状：氧化铅。1881年到1883年，在耶·帕-特韦里季诺夫的指导下，喀琅施塔得布雷军官学校曾制造出了一种新奇的铅蓄电池，这种蓄电池在国外引起许多人仿制。就在这时，巴·尼·别那尔多斯制造出了适用于需要产生剧烈冲击电流的电焊工作的专门蓄电池组。巴·尼·亚布罗齐柯夫提出了某些关于改变蓄电池结构的合理化建议。在60年代至70年代之间所颁发的铅蓄电池的专利特许证的数量，在各国都是很大的。
在这些年，直流电的拥护者和交流电的拥护者之间，发生了激烈的斗争。直流电已得到了很好的研究，已有了把直流电用于照明的经验，直流发电机在变为发动机使用时性能也很好。但远距离输送直流电实际上在当时是不可能的，因为不能用变压的方法提高直流电压，而对于远距离输送电能来说，输送高压电流是适宜的，而在经济上也是合算的。所以，研制出了高压直流发电机，它能发出适用于电力输送的电流，同时，也可以把几台发电机串联起来获得高压直流电。用这种方法，可以把高压直流电作远距离电能输送。存在的问题上，在线路另一端的用户在用电时却十分复杂，因为直流电不能变压，降低电压是不可能的。
蓄电技术可以用来解决这个问题。可以利用远距离输往消费地区的高压直流电为大型蓄电池组充电。这些蓄电站要根据用户数量及其对电能的需求量来按地域布局，而用户就从蓄电站那里获得所需电压的电流。由于蓄电站能够扩大由中心发电站所生产的直流电的供电地区，这就巩固了直流电拥护者的阵脚。因此在19世纪80年代前5年，各方面对蓄电池的需求一时猛增。
1885年，单相交流电技术获得了重大成果，制造出了工业用单相交流电变压器，并发明了单相变压器并联法。这就能用升压变压器和降压变压器进行远距离输电，方法特别简单。交流电拥护者又占了上风。在80年代后5年，利用蓄电站来输送直流电的建设规模缩小了，交流电的输送却发展得很快。
因此，爱迪生对蓄电技术问题的研究，是在蓄电池在供电中的作用已经缩小到几乎等于零的时候开始的。爱迪生对这一问题感兴趣，不是为了解决电能的生产和分配问题，而是为了解决运输问题，是为了解决使交通工具电气化而采用蓄电池的合理性问题。
1896年夏季，在纽约召开了一年一度的爱迪生各个公司的负责人例会。这些公司总裁，以及总工程师和电站的商业部门经理参加了会议。在有一次会议上，为给安装在电动车上的蓄电池组充电事而展开了大辩论。爱迪生所热心拥护的直流电能，已被爱迪生公司和其他公司的许多电站大量地生产出来了，但在90年代，三相电流已开始显露优势，因此直流电站很快就要处于不利的地位。需寻找到直流电的新用户，这个用户就是电动车。如果电动车的数量显著增长，那么蓄电池充电站的作用就具有极重要的商业性。一些会议参加者认为，蓄电池汽车是克服直流电站存在危机的手段，并预言街道上很快就会出现成千上万辆蓄电池车。这些预言没有现实根据，只是反映了这些预言者一厢情愿的心理。他们认为汽油汽车的前途是昙花一现和令人怀疑的，所以大多数人赞成注重组织蓄电池充电业。在适当发展这一事业的条件下，不一定要把直流发电站改建成三相电流发电站，因为它们将有一个最大的电能新用户，即蓄电池的用户。
亨利·福特在1896年8月11日会议上，第一次与爱迪生会晤，福特当时是“底特律爱迪生公司”的总工程师。有人告诉爱迪生说，会议参加者中有一个叫福特的年轻工程师，他是一个设计爱好者，制造了一台用磁电机点火的汽油汽车；在此之前，汽车中还没有这种点火方法。
福特在其对爱迪生的回忆录中说，爱迪生详细向他询问了汽车装置零件，然后对他说：“年轻人，这是一个伟大的事业；这一事业就靠您来完成。干吧！电动车只能在电站附近开动。蓄电池是铅制的，也太重了。蒸汽汽车也发展不起来，因为它需要锅炉和火。您的汽车，有自己特有的独立的离合装置，既不需要火，也不需要蒸汽，又不冒烟。这事全靠您来完成，您就研究它吧！”
爱迪生的这些话表明，他高度评价了机械化运输工具的意义，并预见到在不远的将来，千百万人将会利用自动推进的车辆。什么东西将成为这些车辆的发动机呢？是烧轻质燃料首先是汽油燃料的内燃机，还是电动机呢？爱迪生有自己评价运输工具的标准：运输工具的速度愈快愈好。未来将有什么样子的机动化车辆呢？
在1896年，对纽约商业区各条街道上的汽车作了调查，其中百分之九十是电动车。这种电动车很清洁重量很轻，行驶起来比汽油汽车和当时为货物运输制造的蒸汽汽车平稳。当时已开始大规模地生产装有铅蓄电池和小型电动机的电动车，例如美国就生产出了“斯图德别克”和“哥伦比亚”等型的电动车。为了使自动车辆不是沿着制造汽油汽车，而是沿着制造电动汽车的道路进一步发展，必须消除蓄电池的缺点：减轻它的质量，增加它的重量单位的蓄电量，不用极为讨厌的铅材料作极板，不向蓄电池容器里注入硫酸。爱迪生给自己提出的正是这种任务。这种想法，在他处于19、20世纪交接时期的研究工作中占着优势。他是电动汽车制造业的最坚决的拥护者，但他认为根据新的原理制造出新的蓄电池系统，才是这方面成功和发展的重要条件。否则在以电为基础的自动车辆发展中取得这一进步是不可能的。
爱迪生有从不同方面来彻底解决错综复杂的技术问题的经验，他能制订出大规模的实施计划去攻克难关，夺取胜利。他在白炽灯和电照明系统上获得成功就是很好的例子。因此，在这一情况下，爱迪生无疑是指望结构完善的蓄电池也能在自动运输工具方面得到同样的成功。
铅蓄电池的主要缺点是重量过重，外形太大，极板必然受到腐蚀。根据爱迪生实验室的一名助手、后来成为著名科学家的阿·肯内利的实践证明，每一英镑重的铅蓄电池，一小时只有四至六瓦的能量。因此，有一马力牵引的电动汽车，就需要重量为124.5-186.5英镑的蓄电池。铅板从一开始使用就受腐蚀，而且腐蚀得越来越快，不太适用于需要经常搬动的设备。
爱迪生很早以前就研究过铅蓄电池，而且总觉得铅蓄电池不完善。根据许多与他同时代的证明，1900年“除了蓄电池之外，爱迪生的眼睛什么也看不见”。爱迪生研究蓄电池，是以下列前提为出发点的。他认为与电动机相比，用汽油发动机是很不经济的。他认为用铅蓄电池也不经济。他认为，“铅一硫酸”这一结合是某种误会：令人不解的是，在技术上怎么可以允许一种物质同另一种要不断破坏它的物质化合在一起，因而缩短了设备使用期限，降低了设备使用效率呢。爱迪生由此产生改进铅蓄电池的设想。
