在电灯问世以前，人们普遍使用的照明工具是煤油灯或煤气灯。这种灯因燃烧煤油或煤气，因此有浓烈的黑烟和刺鼻的异味，并且要经常添加燃料，擦洗灯罩，很不方便。更严重的是，这种灯很容易引起火灾，酿成大祸。直到科学家们发明了电以后，有人才设法发明一种既安全又方便的电灯。
爱迪生在认真总结前人制造电灯的失败经验后，制定了详细的试验计划，分别在两方面进行试验：一是对1600多种不同耐热的材料进行分类试验；二是改进抽空设备，使灯泡有高真空度。他还对新型发电机和电路分路系统等进行了研究。
1878年9月，爱迪生认真总结了前人制造电灯的失败经验后，决定向电力照明这个难题发起挑战。他翻阅大量的有关电力照明的书籍，决心制造出价格合理、经久耐用，安全可靠的电灯。
爱迪生认为，延长白炽灯寿命的关键是提高灯泡的真空度和采用耗电少、发光强、价格便宜的耐热材料作灯丝。在爱迪生研制白炽灯泡灯丝材料的过程中，曾试验过棉线、细木条、稻草、纱纸、线、马尼拉麻绳、马鬃、钓鱼线、麻栗、硬橡皮、栓木、藤条、玉蜀黍纤维，甚至人的胡须和头发。
1879年10月21日的傍晚，爱迪生和助手们成功地把炭精丝装进了灯泡。一个德国籍的玻璃专家按照爱迪生的吩咐，把灯泡里的空气抽到只剩下一个大气压的百万分之一，封上了口，之后爱迪生接通电流。他们日夜盼望的情景终于出现在眼前：灯泡发出了金色的亮光！在连续使用了45个小时以后，这盏电灯的灯丝才被烧断，这是人类第一盏具有广泛实用价值的电灯。后来人们就把这一天定为电灯发明日。之后，爱迪生还一直致力于白炽灯的改进。为了提高灯泡的质量，延长灯泡的寿命，爱迪生想尽一切办法寻找适合制灯丝的材料。到1880年5月初，他试验过的植物纤维材料共约6000种。在很长的一段时间里，爱迪生派出很多人前往世界各地寻找适合制作灯丝的竹子。直至1908年，用了9年的时间才找到理想的碳丝原料——日本竹。
成功并未使爱迪生停步，他在继续寻找比碳化棉更坚固耐用的耐热材料。1880年，爱迪生又研制出碳化竹丝灯，使灯丝寿命大大提高，同年10月，爱迪生在新泽西州自行设厂，开始钨丝进行批量生产，这是世界最早的商品化白炽灯。
爱迪生经过一万次试验失败之后才使灯泡发光。他说：“每一次试验，我都能成功地除去一种障碍，最后我终于找出一万个会使灯光不亮的原因来。”
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