一、磁极结构与尺寸（最关键因素）

1. 磁极形状：
   • 平面磁极（平行平板）：磁场分布较均匀，梯度小；若将磁极加工成锥形、球面或阶梯状，会加剧磁场集中，梯度显著增大。
   • 磁极直径 / 面积：相同气隙下，磁极直径越小，边缘磁场衰减越快，径向梯度越大（如小直径磁极的径向梯度是大直径的 2-3 倍）。
2. 磁极间隙与对齐度：
   • 气隙不均匀（如磁极倾斜、错位）：会导致局部磁场突变，梯度大幅增加；
   • 磁极边缘倒角：倒角越小（越锋利），边缘磁场梯度越大；倒角越大，梯度越平缓。

二、工作气隙参数

1. 气隙大小：
   • 气隙越小：磁场越集中，同一空间范围内的磁场变化越平缓，梯度越小；
   • 气隙越大：磁场扩散越明显，从磁极中心到边缘的磁场衰减越快，梯度越大（如气隙从 5mm 增至 10mm，径向梯度可能翻倍）。
2. 气隙内介质：
   • 气隙中为空气（磁导率 μ₀）：磁场扩散快，梯度较大；
   • 填充高磁导率材料（如软铁垫片）：会约束磁场分布，降低梯度（但会改变磁场强度）。

三、线圈与磁路设计

1. 线圈匝数与绕向：
   • 线圈集中绕制在磁极附近：磁场集中在磁极区域，梯度较大；
   • 线圈均匀绕制在铁芯上：磁场分布更均匀，梯度较小；
   • 双线圈反向绕制：可人为制造磁场梯度（如科研用梯度线圈）。
2. 铁芯磁路：
   • 铁芯截面积与磁导率：铁芯截面积越小、磁导率越低，磁路饱和越快，磁极表面磁场分布越不均匀，梯度越大；
   • 磁路完整性：铁芯存在缺口、接缝等，会导致局部磁场畸变，梯度增加。

四、电流大小

• 电流在 “未饱和区间”：电流增大，磁场强度整体提升，但梯度变化较小（磁场分布比例不变）；
• 电流达到 “磁路饱和”：继续增大电流，磁极中心磁场增长放缓，边缘磁场增长更慢，导致梯度减小（饱和后磁场分布趋于稳定）。

五、其他影响因素

• 磁极材料：高磁导率材料（如纯铁、坡莫合金）能使磁场更集中，梯度略大于低磁导率材料；
• 外部环境：周围有磁性金属或其他电磁铁时，会干扰磁场分布，导致局部梯度异常。