Suyun taşınması çok fazla enerjiye sahiptir. Sadece altı inç (15 santimetre) akan su, küçük bir aracı yıkayabilir. Bir su çarkı, akan suyun enerjisini kullanmak ve onu insan kullanımına sunmak için yapılan erken ve başarılı bir girişimdir. Bir su çarkı, üzerine çentik veya kova bulunan bir çarktır. Su kürekler veya kovaların üzerinden akar, bu da çarkın hareket etmesine ve iş yapmak için enerjinin aktarılmasına izin verir.
Su çarkları bin yıldan beri kullanılıyor. Aslında, M.Ö 4000 kadar erken bir kullanımda olduklarına dair kanıt var. Bir Yunan yazar Antipater, eserlerinden birinde bir su çarkından bahsetti. İtalya, Hindistan, Çin ve Amerika da dahil olmak üzere tüm dünyada su çarklarının kanıtları bulunabilir. Nerede bulunurlarsa bulunsunlar, su çarkları genellikle üç kategoride sınıflandırılır: yatay tekerlek, üst tekerlek ve alt tekerlek.
Yatay bir tekerlek, su çarkının en eski hali olarak düşünülmektedir. Tekerleğin kendisi genellikle değirmenin zeminine veya kullanıldığı her yere yerleştirilir. Daha sonra hızla akan suyun üzerinden akmasına izin verilir, kanatlara vurur ve tekerleğin dönmesine neden olur. Dönme çark dikey bir aks ile üst dönme taşa bağlanır, bu da çarkı sabit bir alt dönme taşına karşı döndürür ve taşlar. Bu su çarkının en az verimli şeklidir.
Alttaki su çarkı daha verimlidir. Bu tip dikey tekerlek peyzajın düz olduğu yerlerde kullanılabilir. Suyun kuvveti kürekleri çarkın altına iterek döner. Bu tekerlek tipinin bir varyasyonu, bazen kendi tipi olarak sınıflandırılmasına rağmen, göğüs göbeği tekerleğidir. Bu tür tekerleği ile su, kovalara tekerleğin ortasına yakın veya hemen yukarısına vurur.
Suyun enerjisinin yaklaşık% 63'ünü kullanarak, göze çarpan tekerlek en verimli su çarkı türüdür. Bir arka tekerlek tekerleği bu türden bir değişikliktir. Bu dikey tekerlek hareket ettirmek için tekerleğin üzerine dökülen suyu kullanır. Böylece, tekerlek sadece suyun gücü ile hareket etmekle kalmaz, aynı zamanda yerçekimi gücünden de yararlanır. Çoğu zaman, bu tekerlekleri hareket ettirmek için kullanılan suyun bir şekilde zarar görmesi veya yönlendirilmesi gerekir. Bu tip su çarkı en verimli olmasına rağmen, yapısı aynı zamanda çevreyi de en fazla etkileyebilir.
