一、氣隙大小的影響（核心變量）

1. 氣隙越小：磁場(chǎng)越集中在氣隙中心區(qū)域，從磁極中心到邊緣的磁場(chǎng)衰減緩慢，空間分布更均勻，單位距離內(nèi)的磁場(chǎng)變化小，梯度越小。
• 示例：氣隙 5mm 時(shí)，徑向從中心到邊緣（5mm 距離）磁場(chǎng)從 1.2T 降至 1.1T，梯度 20 T/m；
2. 氣隙越大：磁場(chǎng)擴(kuò)散越明顯，磁極對(duì)磁場(chǎng)的約束能力減弱，邊緣磁場(chǎng)快速衰減，單位距離內(nèi)的磁場(chǎng)變化劇烈，梯度越大。
• 示例：氣隙增至 10mm 時(shí)，相同徑向距離內(nèi)磁場(chǎng)從 1.0T 降至 0.8T，梯度可達(dá) 40 T/m。
3. 關(guān)鍵規(guī)律：在磁路未飽和的前提下，氣隙大小與梯度呈正相關(guān)（氣隙翻倍，梯度近似翻倍）；若氣隙過大導(dǎo)致磁場(chǎng)嚴(yán)重?cái)U(kuò)散，梯度增長會(huì)趨于平緩。

二、氣隙內(nèi)介質(zhì)的影響（通過磁導(dǎo)率調(diào)控）

1. 介質(zhì)磁導(dǎo)率越高（如軟鐵、坡莫合金等軟磁材料）：對(duì)磁場(chǎng)的約束能力越強(qiáng)，能減少磁場(chǎng)擴(kuò)散，使磁場(chǎng)分布更均勻，梯度越小。
• 應(yīng)用場(chǎng)景：若需降低梯度（如追求均勻磁場(chǎng)），可在氣隙中插入薄軟鐵墊片（不改變氣隙物理尺寸），等效磁導(dǎo)率提升，磁場(chǎng)擴(kuò)散減少；
2. 介質(zhì)磁導(dǎo)率越低（如空氣、塑料、真空）：磁場(chǎng)約束能力弱，擴(kuò)散更自由，磁場(chǎng)分布不均勻性加劇，梯度越大。
• 對(duì)比：空氣（μ?≈4π×10?? H/m）中梯度，是相同條件下軟鐵介質(zhì)（μ≈103μ?）的 3-5 倍；
3. 特殊情況：介質(zhì)填充不均勻（如局部插入軟鐵、介質(zhì)表面不平整），會(huì)導(dǎo)致局部磁場(chǎng)突變，反而使該區(qū)域梯度異常增大。

三、二者的協(xié)同影響

• 小氣隙 + 高磁導(dǎo)率介質(zhì)：磁場(chǎng)高度集中、分布極均勻，梯度最小（適合需要均勻磁場(chǎng)的場(chǎng)景，如精密測(cè)量）；
• 大氣隙 + 低磁導(dǎo)率介質(zhì)：磁場(chǎng)擴(kuò)散劇烈、分布差異大，梯度最大（適合需要強(qiáng)梯度的場(chǎng)景，如磁分離、梯度磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)）；
• 大氣隙 + 高磁導(dǎo)率介質(zhì)：可在增大工作空間的同時(shí)，抑制梯度過度增大，兼顧空間與均勻性。