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时间，绕过贝尔专利，拿出了新型的、声响更大的收话器。
1879年3月，爱迪生的侄子查尔斯带着这架接收机到英国。4月，这台机器和碳阻送话器一起拿到皇家学会表演。送话器装在皇家学会在阿尔比马勒街的试验室，接收机安在皇家学会的伯林顿馆，收听效果很好。为了让贝尔的阵营相信，爱迪生一方对待此事并无认真之意，爱迪生一方宣布，这架接收机是为了实验、在5天之内赶制出来的。
不过，爱迪生的接收装置确实存在缺点，其中之一就是要不断地转动白垩滚筒。尽管如此，爱迪生的这种“电化学电话”还是比它的前身前进了一大步，将它拿到美国科学促进会表演之后，爱迪生本人赢得了巨大的声誉。爱迪生与贝尔之间的争斗到1879年8月30日发展到了白热化程度。
这天，爱迪生和贝尔都来到了萨拉托加溪市的市政厅，现场表演各自的电话设备。这时，爱迪生的新型电话筒已经回避了贝尔系统所采用的设计方法，代之以马达驱动式的“马达驱动接收机”。对于这次比赛，《纽约论坛报》评论说：“爱迪生的电话声压倒了一切，听众们可以清晰地听到‘曾经有位小姑娘’等优美清新的歌曲。”
特别地，当爱迪生登上讲台时：
“他的姿势真说不上漂亮，但他的眼睛却异常有神，他坦率而真诚，唯一的不足是他讲话有点不连贯，不过倒常常说到了点子上……”。
在表演之前，在英国的古劳德上校成立了爱迪生电话公司伦敦分公司。爱德华特约翰逊被派到那里，建起一座电话交换台，旨在与贝尔电话唱对台戏。当时，英国人认为电话既有利也有弊，《泰晤士报》甚至发表一些有趣的看法：“人们普遍抱怨，由于电报的发明，现代生活，特别是商业生活的情况几乎变得令人难以忍受；电话的来到，则势必会造成更大的混乱”。由于人们的某些偏见，古劳德上校在推销电话时产生了困难。但是，古劳德上校和他的部下都是坚持不懈的宣传家。他们在《泰晤士报》上发表文章，介绍电话装置，以说明电话给人们带来的方便。爱迪生的这位经理写道：“某先生在离开家到外面狩猎时，电话还没有安装，虽然电线已经拉了过去。在他外出不久，电话便装设完毕。等他一到家，我们就通过交换台，让人把重要信件读给他听，并请他在电话中回答问题。由于他需要与自己的律师谈话，我们交换台的接线生就依照报上刊载过的那种电话技术把他与律师之间的线路接通。尔后，纽约来了一份重要电报，他又通过电话在3小时之内给了美国回答。本来这些工作要让他在城里跑上大半天，可现在仅用少量的时间，在书房里就完成了。”
至此时，爱迪生和贝尔两家敌对的公司在伦敦展开了激烈的竞争。当时任英国邮电部总工程师的传记作家威廉普利斯说：“他们双方的工人把电线拉满了屋顶，并相互制造故障。当两方遭遇时，就会在屋顶上发生小小的混战。”这两家公司谁也没有绝对的技术优势。贝尔公司的听筒性能优良，授话器却不行；爱迪生的授话器虽然领先，但他的听筒有时却发生毛病。因此，当时双方主要是在较量谁的维修工作更佳。爱迪生对派往英国的技术人员实行严格的考核。他安装了一座交换台，配备了10台新电话机，在考核之前，他亲自出马，不是截断某一电话的线路，就是把它的部件搞乱，再不就使电极变污。他说：“如果谁能连续解决10个问题，每个问题平均不超过5分钟，我就派谁去伦敦。”
爱迪生和贝尔两家公司在宣传方面也展开了争斗。爱迪生公司宣称，贝尔系统的电话构造“只不过是一块磁铁和一只线圈，声音通过它们送进线路以后，音量在中途便消失了大半。而在爱迪生先生的电话设备中……人们听到的声音，其清晰程度与当面讲话毫无区别”。贝尔公司则说，以上所谈纯属撒谎。他们指出：“爱迪生的电化学电话很难说是一种实用的设备。在美国和欧洲大陆，许多地方已废止了这种设备，而且有个国家的权威人士还发现它的工作效果难以令人满意。”一位电话史专家指出，这一说法也“不完全符合事实”。
1879年秋，贝尔公司抢先一步，获得了一项改良后的碳阻授话器的专利权。但这一专利并不那么重要，因为它不能用于长途电话。尽管如此，若非英国邮电部施加压力，贝尔公司也会由此迅速发展。
爱迪生和贝尔的争吵终于因英国对电报电话的管理办法而平息。1879年9月，英国规定私人电话公司必须向政府申请许可证才许在英国开展业务进行营业活动。面对政府的压力，两个都不想申请许可证的私人电话公司决定握手言欢，并于1880年6月8日将双方在伦敦的分公司合并为联合电话公司，同时申请了30年营业许可证。古尔德电告爱迪生说，你的股份是“3万”。爱迪生马上表示接受。当草拟的契约寄给爱迪生时，他才发现所谓3万乃是3万英镑。他原以为是3万美元，这大大超出了他的预料。联合电话公司的成立，使爱迪生—贝尔持续3年的电话之争宣告结束。
随着电话的推广，它的结构和性能也不断地得到改善，电话机的改进又推动了电话线路的建设和电话交换装置的发展。1884年，在波士顿与纽约之间架设了第一条实用线路，1886年纽约和费城之间也架起了电话线，到1880年止，美国大约有5万人在自己家中或办公室安装了电话，到了1910年，有700万台；1922年，则为此数目的3倍。到20世纪90年代，出现了既可听到对方的声音，又可看到对方的形象的功能视听电话。
一个全新的创造——留声机
爱迪生在30岁之前所发明的东西，从有关电信的机械开始，大半都是已经知道原理或是别人发明失败的东西加以改良而使它实用化的，唯独唱机是他创造的。
虽说爱迪生是第一台留声机的制造者，但最初提出这一设想的人并不是他。摄影术的诞生，使许多富于想象的人们不禁探询，既然能够记录图像，为什么就不能记录声音呢？
1839年，汤姆胡德在《每年笑闻》中写道：“在这发明层出不穷的时代，当自动图画纸已经问世，可以用来复制可见物时，谁能否认将来会有人发明一种重述声音的复写纸呢？”此后40年左右，一个叫查尔斯克罗斯的法国科学家也曾提出过留声机的设想。
1877年4月，克罗斯撰文描述了以人的声音震动薄膜，薄膜在一块涂有碳黑的玻璃上留下了震动细痕，然后用光蚀方法，将细纹印在金属盘上，再用另一薄膜的附件在光蚀后的细纹上移动，这样薄膜就重现了原来的声音。由于克罗斯找不到财源，他无法进行试验，只好将论文存在了巴黎的科学院。几个月后，他和当时一位科普作家雷诺神甫谈起了他的计划，同年10月10日，《教区一周》杂志发表了一篇署名为雷诺介绍克罗斯装置的文章，并将这种装置取名为留声机。又过了两个月，因为获悉大西洋彼岸的爱迪生也在进行这一试验，克罗斯决定将自己的论文公布于众。次年，他又试验自己的电话。他记录当时的情况说：“我的脑子里想的都是声音振动理论和利用振膜传送声音的方法。所以，我很自然地想到：既然能打出可以再现电报机声音的纸带，那么振膜的振动为什么就不能记录下来，再将声音复原呢？于是我匆忙架起一台设备，将一张纸条从中穿过，并在穿纸的过程中喊了声：”你好！‘然后又把纸条抽出，我与巴切勒屏息静听。我们清楚地听到机器发出了声响，借助丰富的想象，就可将这声响译成：“你好’。这样，我决定要进行下一步试验。”
这次试验的日期没有记载。但在7月18日爱迪生的记事册上还有另一段记录，上面写着：“x是在中心膜边缘的橡胶膜，在靠近或处于嘴唇的位置时，发音使它产生振动，它将振波传到中心膜，继而传向外层膜。由此，我们发出的辅音被增强，使声膜震动起来——我们刚刚做完这样一种试验。＇在注释的下端还有这样几句话＇用一带有凸凹纹的膜紧贴蜡纸随着发音作迅速摩擦。于是我们发出的‘斯一、波一、嗑一、哥—’的声音振动就被清楚地记录在蜡纸上。毋庸置疑，据此将来我一定会十分完满地储存和再现人的声音。”
长期以来，人们认为爱迪生想到留声机的设计，是因为他的手指被一台试验中的电报记录机的振针刺痛后才产生灵感。这份记录对传统的看法是一个否定。
在整个后半个夏季，爱迪生都是在专心致志地改良他的电报记录机。与此同时，他还在初步试探生产白炽灯的方式。虽然他也在思考自动记录声音的方式，但这项工作在他的日程表上只居次要地位。然而，这种形势在11月份发生了巨大的变化。11月3日，《科学美国人》披露，罗莎培丽博士和马雷教授成功地录下了人的喉、唇和一部腭的运动。文章预言，将来可以借助电把这些运动记录发送到远方。
11月7日，E·H·约翰逊向《科学美国人》透露说，门罗公园实验室已在考虑“一种非常大胆的设计，这种装置将把人的声音记录在纸条之上，日后何时想用，便可以自动将声音复原，并具有原来说话人的发音特点。”
该刊的编辑在一篇社论中推测不久将有这种装置问世。在英国，《自然》杂志转载了这篇社论。也许正是这个原因使爱迪生改变了他的工作重点。
爱迪生对留声机的设想是从1877年夏天开始的，但直到1877年12月初，爱迪生才将设计图纸交给他的机械师设计。一天清晨，爱迪生起得很早。他兴冲冲地走进办公室，掏出一张批明工价18元的机械设计图，交给一个叫约翰克鲁西（John Kruesi ）的助手，请他马上试制出来。设计图是这样的：沿一金属滚筒刻出螺旋槽。将滚筒装在一个可从一端用摇柄转动的轴上，滚筒亦可在轴上作平行移动。在滚筒的两端均装有振膜，每个振膜都伸出一支针可以移至滚筒的螺旋槽。
克鲁西接过草图百思不解其用，便问：“先生，这是什么机械？”
“这是一台会说话的机器，请你赶快照图样做出来。”爱迪生把手一挥，急不可待地说。
这时卡门（Will Carman ）也在场，他和克鲁西一样，不相信爱迪生的回答，他说机器是不会讲话的，并且愿意以一把雪茄作赌。克鲁西也兴奋地参加赌赛，他情愿出两元钱。爱迪生回答道：“我没有带钱，克鲁西，可是我愿意和你赌一桶苹果。”
克鲁西虽然不理解，他也只好跑到车间，照图样制作起来。等机器造好，已经是吃晚饭的时候了。机械师三步并作两步地把它送到爱迪生那里。
爱迪生看见机器和设计的完全一样，非常满意。12月6日，爱迪生的工作人员都在实验室里集结，观察克鲁西工作的结果。克鲁西说此机必徒劳。厂中大多数人持怀疑态度，就连爱迪生本人，对于是否能成功地造成这架机器也没有把握，他说：“我不相信这机器一定会成功，不过企望或者可得到一些消息。”
爱迪生将一片薄薄的锡箔卷在滚筒上，把振膜的针调好位置，对准缠在螺线起点的锡箔上。于是爱迪生摇起机器，开始向振膜讲话。他背诵着抒情诗“玛丽有只小羊羔，她的毛发白如雪……”。大家还在旁观。爱迪生从记录机振膜上把针退出，将滚筒转回原位，然后将另一振膜的针头对准锡箔。
他再次摇动手柄。就在这时奇迹出现了，机器发出了微弱，然而无疑是属于爱迪生的声音：“玛丽有只小羊羔……”克鲁西用德文惊叹道：“我的上帝！”
“在我的一生中，从来没有如此吃惊过。”爱迪生说：“大家也都感到惊讶。对于一试就成的东西，我总是放心不下。长期的经验告诉我，这种东西还有许多缺点，离商业化程度还有一定距离；然而，成功无疑是摆在了眼前。”
当晚，爱迪生克鲁西两人反复试验，想获得较优成绩。逐渐能使锡箔更平妥，摇柄与滚筒更稳定。每记入一歌一文，令其发音，使他们惊喜万分。
1877年12月24日，爱迪生在华盛顿提出专利申请，翌年的2月19日获批准，它所包括的内容是：将可由人声或其他声音震动的盘、振膜或其他物体与另外一部分材料连接，这部分的材料可由压力、刻蚀或其他方法改变表面，从而能够记录下上述振体的运动痕迹。这种记录下的痕迹，装在第二个振动盘上，便会将振体的声音重现。此外，这份专利书还提到了使用转盘代替滚筒、使用熟石膏做模具，翻制原声唱片以及其他一些改进措