정답: 2번
일정 전압 및 일정 파형에서 주파수가 상승할 때 변압기 철손의 변화를 분석한다.
변압기의 유기 기전력 \(E\)는 \(E \approx 4.44 f N B_m A\) 로 표현된다. 여기서 \(f\)는 주파수, \(N\)은 권선수, \(B_m\)은 최대 자속 밀도, \(A\)는 철심의 단면적이다.
문제에서 전압 \(E\)가 일정하다고 했으므로, 주파수 \(f\)가 증가하면 최대 자속 밀도 \(B_m\)은 감소해야 한다. 즉, \(B_m \propto \frac{1}{f}\) 관계가 성립한다.

철손은 히스테리시스손과 와류손으로 구성된다.
1.  **히스테리시스손 (\(P_h\)):** \(P_h = k_h f B_m^n\) (여기서 \(k_h\)는 상수, \(n\)은 슈타인메츠 상수, 보통 1.6~2.0)
    \(B_m \propto \frac{1}{f}\)를 대입하면, \(P_h \propto f \left(\frac{1}{f}\right)^n = f^{1-n}\)
    \(n\)이 1보다 크므로, \(1-n\)은 음수가 된다. 따라서 \(f\)가 증가하면 \(P_h\)는 감소한다.

2.  **와류손 (\(P_e\)):** \(P_e = k_e f^2 B_m^2 t^2\) (여기서 \(k_e\)는 상수, \(t\)는 철심 두께)
    \(B_m \propto \frac{1}{f}\)를 대입하면, \(P_e \propto f^2 \left(\frac{1}{f}\right)^2 = f^2 \frac{1}{f^2} = \text{상수}\)
    따라서 \(f\)가 증가해도 \(P_e\)는 거의 변하지 않는다.

총 철손은 히스테리시스손과 와류손의 합이므로, 히스테리시스손이 감소하고 와류손이 거의 일정하므로 총 철손은 감소한다.